本发明涉及超临界萃取领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳萃取反应系统。
背景技术：
超临界二氧化碳流体萃取工艺是一种新兴的萃取工艺，与目前应用最广泛的溶剂萃取法相比，该工艺使用的溶剂二氧化碳是一种惰性气体，无色、无毒、无味，安全环保无污染，整个萃取过程都是在较低的温度下进行，对于热敏性、易氧化、挥发的物质具有非常好的保护作用，同时操作更加简单方便，因此受到广泛推崇。
但是，现有的超临界二氧化碳萃取反应设备中，二氧化碳通入冷凝器中经常发生冰堵现象，萃取釜之间多为串联设置和集中控制系统调控反应釜的工作，集中控制系统的可靠性较差，一旦失效影响全局，造成很大的损失，此外在萃取反应时，压力不平衡萃取效果不理想，萃取反应结束后二氧化碳的回收率低。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：现有的超临界二氧化碳萃取反应设备中，二氧化碳通入冷凝器中经常发生冰堵现象，萃取釜之间多为串联设置和集中控制系统调控反应釜的工作，集中控制系统的可靠性较差，一旦失效影响全局，造成很大的损失，此外在萃取反应时，压力不平衡萃取效果不理想，萃取反应结束后二氧化碳的回收率低的问题，本发明提供了一种超临界二氧化碳萃取反应系统来解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超临界二氧化碳萃取反应系统，包括依次连接设置的气态二氧化碳储罐、冷凝系统、萃取系统和回收系统，所述冷凝系统包括过滤器、第一气液分离器、冷凝器和第一液态二氧化碳储罐，所述过滤器、第一气液分离器、冷凝器和第一液态二氧化碳储罐依次连接设置；所述萃取系统包括主泵、净化器和联动式萃取釜组，所述主泵净化器和联动式萃取釜组依次连接，通过驱动所述主泵抽取所述第一液态二氧化碳储罐中的超临界二氧化碳传输到所述联动式萃取釜组中可进行超临界萃取反应；所述回收系统包括分离机构、低压平衡装置，所述分离机构与所述联动式萃取釜组连接，用于将回收的二氧化碳中混有杂质分离，所述低压平衡装置与所述联动式萃取釜组连接，用于平衡萃取时萃取釜内的压力。
进一步地：所述第一气液分离器包括罐体、设置在所属罐体内的若干个金属球和设置在所述罐体外周的热交换管，所述罐体底部设置有排水阀。
进一步地：所述热交换管设置有上接口和下接口，所述上接口和下接口均与所述冷凝器的壳程连通。
进一步地：所述联动式萃取釜组包括第一萃取釜、第二萃取釜和第三萃取釜，所述第一萃取釜、第二萃取釜和第三萃取釜的输入端与所述净化器的输出端之间均设有连接管，并且，所述第一萃取釜的输出端与所述第二萃取釜的输入端之间设有连接管，所述第二萃取釜的输出端与所述第三萃取釜的输入端之间设有连接管，所述第三萃取釜的输出端与所述第一萃取釜的输入端之间设有连接管。
进一步地：所述冷凝器的输出端连接有第二液态二氧化碳储罐，所述第二液态二氧化碳储罐通过副泵与所述联动式萃取釜组连接。
进一步地：所述分离机构包括第一热交换器、第二热交换器、一级分离釜和二级分离釜，所述第一热交换器、一级分离釜、第二热交换器和二级分离釜依次串联连接。
进一步地：所述第一萃取釜、第二萃取釜和第三萃取釜的输出端均设置有a接口。
进一步地：所述回收系统还设置有第二气液分离器和回收罐，所述第二气液分离器的输入端与所述a接口连接，其输出端与所述低压平衡装置的输入端连接，所述回收罐均与所述低压平衡装置和所述分离机构的输出端连接。
进一步地：所述分离机构与所述回收罐之间设置有金属转子流量计。
本发明的有益效果是，本发明一种超临界二氧化碳萃取反应系统通过在冷凝器前设置气液分离器将水蒸气与二氧化碳气体分离，避免了冷凝器的冰堵现象；通过设置的联动式萃取釜组不需要通过集中控制系统便可实现单台单控和多台联控，当一个反应釜出现状况，也不会影响其他反应釜的工作，使工作更加灵活，可靠性更好；通过设置的低压平衡装置和分离机构，使萃取釜中的压力达到平衡状态，萃取效果更好，也提高了二氧化碳的回收率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种超临界二氧化碳萃取反应系统的原理图；
图2是第一气液分离器的结构示意图。
图中1、气态二氧化碳储罐，2、过滤器，3、第一气液分离器，4、冷凝器，5、第一液态二氧化碳储罐，6、主泵，7、净化器，8、低压平衡装置，9、罐体，10、金属球，11、热交换管，12、排水阀，13、第一萃取釜，14、第二萃取釜，15、第三萃取釜，16、第二液态二氧化碳储罐，17、副泵，18、第一热交换器，19、第二热交换器，20、一级分离釜，21、二级分离釜，22、第二气液分离器，23、回收罐，24、金属转子流量计。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
如图1所示，本发明提供了一种超临界二氧化碳萃取反应系统，包括依次连接设置的气态二氧化碳储罐冷凝系统、萃取系统和回收系统，所述冷凝系统包括过滤器2、第一气液分离器3、冷凝器4和第一液态二氧化碳储罐5，所述过滤器2、第一气液分离器3、冷凝器4和第一液态二氧化碳储罐5依次连接设置；所述萃取系统包括主泵6、净化器7和联动式萃取釜组，所述主泵6净化器7和联动式萃取釜组依次连接，通过驱动所述主泵6抽取所述第一液态二氧化碳储罐5中的超临界二氧化碳传输到所述联动式萃取釜组中可进行超临界萃取反应；所述回收系统包括分离机构、低压平衡装置8，所述分离机构与所述联动式萃取釜组连接，用于将回收的二氧化碳中混有杂质分离，所述低压平衡装置8与所述联动式萃取釜组连接，用于平衡萃取时萃取釜内的压力。
工作时，先加热气态二氧化碳储罐1，可加速气态二氧化碳的输出，通过管道进入过滤器2排除一部分杂质，再进入第一气液分离器3中，通过第一气液分离器3可进行与冷凝，将气态二氧化碳中混有的水蒸气液化并分离，然后进入冷凝器4中将气态二氧化碳液化存放入第一液态二氧化碳储罐5中，与现有的冷凝系统相比，设置的第一气液分离器3将水蒸汽液化分离可防止冷凝器4发生冰堵现象。
萃取系统中主泵6作为动力源抽取第一液态二氧化碳储罐5中的超临界二氧化碳，先通过净化器7提高液态二氧化碳的纯度，再进入反应釜中。在进行萃取反应时，将萃取釜与低压平衡装置8连通，一边在收集萃取后的二氧化碳，一边达到萃取釜内萃取效果最好时的压力平衡，萃取结束后将萃取釜与分离机构连通，收集萃取釜内剩余的二氧化碳并分离出混有的杂质。
所述第一气液分离器3包括罐体9、设置在所属罐体9内的若干个金属球10和设置在所述罐体9外周的热交换管11，所述罐体9底部设置有排水阀12。在热交换管11内通入冷凝液，气液分离器的内部温度降低，气态二氧化碳进入气液分离器中使水蒸气液化，在接触串联的铁球时，液化的水蒸气将吸附在铁球表面，设置成球状是因为球的表面积比其他形状的表面积大，所接触的面接也大，可以吸附更多的液化水蒸气，从而水蒸气从二氧化碳气体中分离，
所述热交换管11设置有上接口和下接口，所述上接口和下接口均与所述冷凝器4的壳程连通，使热交换管11与冷凝器4的壳程互通，即热交换管11中的冷却液可流入冷凝器4中冷却液的存放室中，冷凝器4中的冷却液也可进入热交换管11中，在更换冷却液时，只需打开冷凝器4底端的冷却液出口，气液分离器中的冷却液流入冷凝器4内便可流出，方便气液分离器中冷却液的更换。
所述联动式萃取釜组包括第一萃取釜13、第二萃取釜14和第三萃取釜15，所述第一萃取釜13、第二萃取釜14和第三萃取釜15的输入端与所述净化器7的输出端之间均设有连接管，并且，所述第一萃取釜13的输出端与所述第二萃取釜14的输入端之间设有连接管，所述第二萃取釜14的输出端与所述第三萃取釜15的输入端之间设有连接管，所述第三萃取釜15的输出端与所述第一萃取釜13的输入端之间设有连接管。
在连接管上设置截止阀控制连接管的连通或关闭，进而控制第一反应釜、第二反应釜和第三反应釜之间的工作，形成了一种单台单控多台组合，无需集中控制系统便可实现多台联动式的超临界静态反应，这种多台联动式相较于现有多个反应釜串联的连接方式，减少二氧化碳的停留时间，每个反应釜的工作效率都得到了提升，且当一个反应釜出现状况，也不会影响其他反应釜的工作，使工作更加灵活，可靠性更好。
所述冷凝器4的输出端连接有第二液态二氧化碳储罐16，所述第二液态二氧化碳储罐16通过副泵17与所述联动式萃取釜组连接，第二液态二氧化碳储存罐和副泵17与反应釜组连接可形成副线路，用于当第一液态二氧化碳储罐5中的超临界二氧化碳不足或需要充入大量的超临界二氧化碳时，可驱动副泵17抽取第二液态二氧化碳储存罐中的超临界二氧化碳进行供应。
所述分离机构包括第一热交换器18、第二热交换器19、一级分离釜20和二级分离釜21，所述第一热交换器18、一级分离釜20、第二热交换器19和二级分离釜21依次串联连接。从反应釜中排出的二氧化碳气体中会混有一些杂质，通过第一热交换器18调节二氧化碳温度，进入一级分离釜20中分离出一部分杂质，再通过第二热交换器19进一步调节二氧化碳的温度，进入二级分离釜21中分离出剩余的杂质，最后再在进入回收罐23内，这样可提高回收二氧化碳的纯度，便于循环利用。
所述第一萃取釜13、第二萃取釜14和第三萃取釜15的输出端均设置有a接口，所述回收系统还设置有第二气液分离器22和回收罐23，所述第二气液分离器22的输入端与所述a接口连接，其输出端与所述低压平衡装置8的输入端连接，所述回收罐23均与所述低压平衡装置8和所述分离机构的输出端连接。超临界二氧化碳在反应釜中萃取反应后会混有水蒸气，在通过第二气液分离器22时，可将水蒸气液化从二氧化碳气体中分离出，避免低压平衡装置8中产生积水，影响装置的使用寿命，也提高回收罐23中二氧化碳的纯净度。
所述分离机构与所述回收罐23之间设置有金属转子流量计24，用于监测回收管道中二氧化碳的流速，可计算出二氧化碳的回收率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
1.一种超临界二氧化碳萃取反应系统，其特征在于：包括依次连接设置的气态二氧化碳储罐（1）、冷凝系统、萃取系统和回收系统，
所述冷凝系统包括过滤器（2）、第一气液分离器（3）、冷凝器（4）和第一液态二氧化碳储罐（5），所述过滤器（2）、第一气液分离器（3）、冷凝器（4）和第一液态二氧化碳储罐（5）依次连接设置；
所述萃取系统包括主泵（6）、净化器（7）和联动式萃取釜组，所述主泵（6）净化器（7）和联动式萃取釜组依次连接，通过驱动所述主泵（6）抽取所述第一液态二氧化碳储罐（5）中的超临界二氧化碳传输到所述联动式萃取釜组中可进行超临界萃取反应；
所述回收系统包括分离机构、低压平衡装置（8），所述分离机构与所述联动式萃取釜组连接，用于将回收的二氧化碳中混有杂质分离，所述低压平衡装置（8）与所述联动式萃取釜组连接，用于平衡萃取反应时萃取釜内的压力。
2.如权利要求1所述的一种超临界二氧化碳萃取反应系统，其特征在于：所述第一气液分离器（3）包括罐体（9）、设置在所属罐体（9）内的若干个金属球（10）和设置在所述罐体（9）外周的热交换管（11），所述罐体（9）底部设置有排水阀（12）。
3.如权利要求2所述的一种超临界二氧化碳萃取反应系统，其特征在于：所述热交换管（11）设置有上接口和下接口，所述上接口和下接口均与所述冷凝器（4）的壳程连通。
4.如权利要求1所述的一种超临界二氧化碳萃取反应系统，其特征在于：所述联动式萃取釜组包括第一萃取釜（13）、第二萃取釜（14）和第三萃取釜（15），所述第一萃取釜（13）、第二萃取釜（14）和第三萃取釜（15）的输入端与所述净化器（7）的输出端之间均设有连接管，并且，所述第一萃取釜（13）的输出端与所述第二萃取釜（14）的输入端之间设有连接管，所述第二萃取釜（14）的输出端与所述第三萃取釜（15）的输入端之间设有连接管，所述第三萃取釜（15）的输出端与所述第一萃取釜（13）的输入端之间设有连接管。
5.如权利要求1所述的一种超临界二氧化碳萃取反应系统，其特征在于：所述冷凝器（4）的输出端连接有第二液态二氧化碳储罐（16），所述第二液态二氧化碳储罐（16）通过副泵（17）与所述联动式萃取釜组连接。
6.如权利要求1所述的一种超临界二氧化碳萃取反应系统，其特征在于：所述分离机构包括第一热交换器（18）、第二热交换器（19）、一级分离釜（20）和二级分离釜（21），所述第一热交换器（18）、一级分离釜（20）、第二热交换器（19）和二级分离釜（21）依次串联连接。
7.如权利要求1所述的一种超临界二氧化碳萃取反应系统，其特征在于：所述第一萃取釜（13）、第二萃取釜（14）和第三萃取釜（15）的输出端均设置有a接口。
8.如权利要求1所述的一种超临界二氧化碳萃取反应系统，其特征在于：所述回收系统还设置有第二气液分离器（22）和回收罐（23），所述第二气液分离器（22）的输入端与所述a接口连接，其输出端与所述低压平衡装置（8）的输入端连接，所述回收罐（23）均与所述低压平衡装置（8）和所述分离机构的输出端连接。
9.如权利要求1所述的一种超临界二氧化碳萃取反应系统，其特征在于：所述分离机构与所述回收罐（23）之间设置有金属转子流量计（24）。
技术总结