A szuperkritikus szén-dioxid-kivonás elve

Nov 11, 2024

Hagyjon üzenetet

A szuperkritikus folyadék (SF) olyan folyadékot jelent, amelynek hőmérséklete és nyomása meghaladja az anyag kritikus hőmérsékletét (Tc) és kritikus nyomását (pc). A szuperkritikus folyadék sűrűsége nagyon közel áll a folyadékéhoz, és a gáz diffúziós tulajdonságaival is rendelkezik. Szuperkritikus állapotban a gáz és a folyadék határfelülete megszűnik, a felületi feszültség nulla, a reakciósebesség és a hővezető képesség csúcsértékeket mutat. A szuperkritikus folyadékként használható vegyületek közül a CO2 a legideálisabb szuperkritikus folyadék az extrakcióhoz stabil tulajdonságainak, alacsony költségének és könnyű beszerezhetőségének, nem mérgező és szagtalan, környezet- és termékek szennyezésmentessége, valamint alacsony kritikus hőmérséklete miatt. (31,3 fok) és a kritikus nyomás (7,15 MPa). Az 1. táblázat felsorolja néhány elérhető szuperkritikus folyadék tulajdonságait. A szuperkritikus szén-dioxid extrakciós technológia egyesíti a desztilláció és a folyadék-folyadék extrakció jellemzőit. Az extrakciós folyamat során a szén-dioxid-folyadék hőmérsékletének és nyomásának a kritikus hőmérsékleténél és kritikus nyomásánál magasabbra történő szabályozásával a szén-dioxid kettős tulajdonsággal rendelkezik, mint a gáz és a folyadék, és nagy az oldhatósága és jó tömegátadási teljesítménye, hogy a célanyagban lévő hatásos komponensek kivonhatók legyenek. Amikor a hőmérséklet és a nyomás visszatér szobahőmérsékletre, a szén-dioxid oldhatósága csökken, és a szuperkritikus folyadékban oldott hatásos komponensek elválik a gáz halmazállapotú szén-dioxidtól, ezzel elérve az extrakció és elválasztás célját.


A tároló tartályban lévő szén-dioxid gázt a kondenzátor kondenzálja és cseppfolyósítja, majd a nyomást a nagynyomású szivattyú az extrakcióhoz szükséges nyomásra emeli, majd a hőmérsékletet a kritikus hőmérséklet fölé állítja. hőcserélőt, hogy szuperkritikus szén-dioxid folyadék legyen. A szén-dioxid folyadék az extraháló kanna aljáról oldószerként belép, teljes mértékben érintkezik a célanyaggal, és kivonja a szükséges kémiai komponenseket. Az oldott anyaggal feloldott nagynyomású szén-dioxid folyadék a fojtószelepen keresztül dekompresszióra kerül, és a hőmérséklet-szabályozó gázzá alakítja, amikor áthalad a bontóüstben. Ekkor a szén-dioxid oldhatósága csökken az oldott anyag számára, és az oldott anyag elválik a gáztól, és leülepedik a bontóüst alján. A szén-dioxid-gáz a kondenzátoron keresztül újra folyékony szén-dioxiddá kondenzálódik újrahasznosítás céljából. Az egész folyamat alapvetően négy szakaszból áll: a tömörítés, az extrakció, a dekompresszió és a szén-dioxid elválasztása. A szén-dioxid-folyadékot folyamatosan keringetjük az extrakciós üst és a bontóüst között, ezáltal kinyerjük és elválasztjuk a kívánt kémiai komponenseket a nyersanyagoktól.