SFED-25超临界干燥装置

一、概述
    超临界干燥技术是近年来发展起来的化工新技术。由于凝胶骨架内部的溶剂存在表面张力，在普通的干燥条件下会造成骨架的坍缩。超临界干燥旨在通过压力和温度的控制，使溶剂在干燥过程中达到其本身的临界点，完成液相至超临界流体转变。过程中溶剂无明显表面张力，在维持骨架结构的前提下完成湿凝胶向气凝胶的转变。
    超临界干燥的基本原理是：在超临界状态下，气体和液体之间不再有界面存在，而是成为介于气体和液体之间的一种均匀的流体。这种流体逐渐从凝胶中排出，由于不存在气-液界面，也就不存在毛细管力，因此不会引起凝胶体的收缩和结构的破坏，直至全部流体都从凝胶中排出，得到充满气体的，具有纳米孔结构的材料
二、装置特点
2-1、装置操作人性化设计，面板设计流程，可根据流程操作阀门。
2-2、干燥釜、采用自行研制的快开密封结构，打开非常轻松，密封相当可靠，遇CO2不溶胀且重复性好，有效地解决了O形圈遇CO2膨胀的难题。
2-3、采用PID程序控温技术，干燥釜内温度均匀，控温精度高。
2-4、制冷机组采用进口压缩机，运行稳定，其它制冷配件均选用国际品牌产品。
2-5、CO2泵使用三柱塞泵头，降低流体压力波动。泵头带冷却系统，柱塞采用特殊耐磨材料制造。
2-6、压力控制系统，采用美国进口阀门，具有压力调节精度高，出口压力平稳，输出流量大等优点。
2-7、安全辅助系统包括单向阀门和安全阀、放空阀等硬性安全保护措施，以及电接点仪表，报警自断电路等软性安全保护措施。保证系统高压环境下的安全稳定工作。    
三、主要技术参数
    干燥釜：25L/30MPa      室温～90℃
    分离釜：10L/15MPa      室温～60℃
    制冷系统：9600kcal/h   风冷水循环
    储罐：10L/16MPa
    CO2高压输送泵：三柱塞    150L/40MPa    泵头带冷却
    电源：三相五线制380V/50Hz    整机功率28kW
四、主要组成部件
    超临界干燥装置主要由：CO2气源系统、制冷系统、热交换器系统、温度控制系统、压力控制系统、干燥釜、分离釜及电气控制、过滤器净化器系统、CO2利用循环回收系统、支架箱体等组成。
五、各主要部件技术指标
5-1、气源系统：
    一般采用CO2为干燥介质该系统为用户自备，若非国内气瓶供应或非气瓶直接供应，则需提供气源接入口规格尺寸，以便本装置接入系统正常运行。
5-2、制冷系统：
    制冷系统将二氧化碳气体液化，为系统高压注入的稳定、可靠提供保障。制冷机组采用进口压缩机，运行稳定，其它制冷配件均选用国际品牌产品。根据试验条件，控制系统自动调节制冷机运行工况、冷量大小，确保压缩机工作在合适状态，延长压缩机使用寿命。环保制冷剂R404a；制冷机专用减振弹簧、机组围板粘贴特种吸音棉降噪措施。具体技术指标如下：
    制冷量：9600kcal/h
    制冷方式：风冷水循环
    温控范围：3℃～+5℃满足工艺要求
5-3、高压输送泵：
    作为系统高压注入的主要部件，CO2高压计量泵主要由电机、变频调速控制系统、变速机构、安全阀和液缸体等组成。电机动力通过变速机构由凸轮带动弓架及滑杆作往复运动。柱塞安装在滑杆顶端，连动柱塞往复，通过单向阀的作用，完成吸排过程，排量由频率调速控制，以控制流量大小。泵头带冷却系统，柱塞采用特殊耐磨材料制造，使用三柱塞，降低流体波动。主要技术指标：
    工作压力：40MPa  
    排量：150L/h    三柱塞
5-4、流量计量系统：
    采用气体质量流量计结合流量数显仪表对管路中的CO2气体进行计量，流量控制范围：15～150L/h
5-5、温度控制系统：
    采用PID程序升温控温与水浴配合换热，提高换热稳定性，在使用过程中，根据升温幅度进行调节。设定温度梯度调节数值，系统进行自整定自动控制，整个过程自动完成，无需人工操作。
    温度控制范围：常温～90℃
5-6、压力控制系统：
    入口压力：≤32MPa，出口压力：0～32MPa，适用介质：弱腐蚀性
5-7、凝胶干燥釜：
    容积25L，内部精密打磨处理，设计压力30MPa，温度90℃，内部带有测温，外部设计保温隔热装置。干燥器的长径比根据凝胶样品制作的特殊性进行单独设计。
    为提高干燥装置的适用范围，满足不同干燥介质进行样品处理的要求，干燥器设计温度和压力均比较高，可在很大范围内对样品制作条件进行调节。
5-8、分离装置：
    分离装置是气液分离的主要场所，大部分液体在此得到有效回收，回收液收集后可再度循环利用，气体则通过上部的出口进入下一环节。
    分离容积：10L
    分离压力：15MPa
5-9、热交换器：
    供热系统包括热箱及热力循环泵，其中预热管工作压力为50MPa，操作温度90℃，热力循环泵采用耐腐耐温的管道泵，具有耐热、耐腐、耐用、噪音小等特点。
5-10、安全保护装置：
5-10-1、高压泵出口配电接点压力表、设定工作压力、超压自动停泵保护。
5-10-2、干燥釜、分离釜、根据工作压力，分别配安全阀，超压自动泄压。
5-11、管路、阀门配件：
    接触流体的容器、阀门、管件、管线均采用DW8系列316L不锈钢材质。阀门的阀杆经特殊热处理，坚久耐用。
5-12、电气控制及箱体支架：
    根据现代实验室要求进行设备的外形设计，美观大方。采用工业铝型材主体结构，人机操作环境，布置得体，与现代实验室搭配和谐。