一种跨临界CO2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置的制作方法

本发明属于气液分离装置
技术领域：
，特别是一种跨临界co2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置。
背景技术：
：跨临界co2热泵系统采用自然工质co2为系统内部循环工质，通过运用逆卡诺循环原理，co2通过压缩机做功由气态转变为高温高压的超临界流体，在气体冷却器内与外循环工质如水进行热量交换，超临界co2放热后变为超临界流体，外循环水吸收工质的热量逐步升温变为热水，co2经膨胀阀节流后，变为低温低压的液态流体，通过蒸发器吸收环境空气中的热量，这一过程co2吸热发生由液态到气态的相变，最终回到压缩机完成循环，实现有效的利用太阳能（或废热）来供热、供冷。系统的集热效率可以达到85%以上，集热器出口温度可以达到90摄氏度以上，可以满足一般酒店、浴场等小型场所及家用需求。由于经过循环后的二氧化碳气体重新进入压缩机，然而，经过第一次循环后的二氧化碳中会带有水蒸气，会影响后续循环，因此，需要对其进行气液分离处理，得到纯净干燥的二氧化碳进入压缩机中，从而提高跨临界co2热泵系统的热效率，因此，需要在跨临界co2热泵系统的压缩机入口安装气液分离装置。技术实现要素：本发明的目的是提供一种跨临界co2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置，以解决现有技术中的不足。本发明采用的技术方案如下：一种跨临界co2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置，包括：出气口、进气口、电机、壳体、过滤出口、分隔层、旋转片、转轴；所述分隔层为设置在壳体内部，分隔层将壳体内部分为内腔体和外腔体两个部分，所述电机设置在壳体顶部，所述转轴竖直设置在内腔体内，所述转轴的顶部连接到电机输出轴，所述旋转片设置在内腔体中并依次分布在转轴上，所述进气口设置在壳体顶部并位于电机右侧上方，所述进气口连通到内腔体内，所述出气口设置在壳体外部右侧，所述出气口连通到外腔体内，所述过滤出口设置在分隔层左侧，所述过滤出口连通内腔体和外腔体。所述过滤出口包括网格壳体和填充在网格壳体内部的内芯层。所述网格壳体右端连接到分隔层，所述网格壳体左端连接到壳体左侧壁。所述网格壳体为长方体或正方体或圆柱体。所述网格壳体表面均匀分布有多个微孔。所述内芯层由沸石粉复合碳化松木粉制备而成。所述沸石粉复合碳化松木粉制备方法包括以下步骤：（1）将沸石粉与硅藻土按10:2-3质量比例均匀混合到一起，然后添加到氯化稀土溶液中，加热搅拌2-3min，然后进行过滤，洗涤、烘干至恒重，过40目筛，得到混合料；（2）将上述得到的混合粉料在氮气气氛下在700-800℃下，保温处理40-45min，然后自然冷却至室温，得到热处理料；（3）对松木粉进行酸化处理，将松木粉添加到其质量3倍的磷酸溶液中，在70-80℃下，搅拌处理40min，然后进行过滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到酸化松木粉；（4）对上述得到的酸化松木粉进行碳化处理，将酸化松木粉添加到碳化炉中，先加热至200-230℃，保温40min，然后再继续升高温度至380-400℃，继续保温1小时，然后采用水冷至室温，得到碳化料；（5）将上述得到的碳化料添加到其质量3倍的乙酸溶液中，搅拌反应2小时，然后进行过滤，清水洗涤至中性，微波干燥至恒重，得到碳化松木粉；（6）将热处理料与碳化松木粉按3:10-12质量比例均匀混合后，然后在110℃、30-35mpa压力下压制成型，即得。所述氯化稀土溶液为质量分数为0.013-0.015%的氯化镧溶液。所述磷酸溶液浓度为1.5mol/l。所述微波功率为500w。本发明提供的一种跨临界co2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置，本发明气液分离装置对含水的二氧化碳的处理能够极大的降低二氧化碳的含水率，气液分离效率高，将跨临界co2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置安装在跨临界co2热泵系统压缩机入口，经过循环后的二氧化碳气体自进气口进入到内腔体中，启动电机，电机通过转轴转动带动旋转片转动，旋转片的高速转动又带动进入到内腔体中的含水蒸汽的二氧化碳高速转动，通过水蒸汽与二氧化碳重量的不同，质量较重的水蒸汽由于离心力的驱使下，会撞击到分隔板内壁上，聚集形成大水珠吸附在分隔板内壁上，实现第一次气液分离，然后二氧化碳又会自过滤出口中流入到外腔体中，在经过过滤出口时，经过内芯层的吸附处理，达到了第二次气液分离，最后，再外腔体内流入到出气口，通过将出气口设置在壳体外部右侧上方，使得二氧化碳具有一个自下而上的流向，从而能够起到一个折流的效果，水蒸气由于惯性在经过转折时继续向前，而二氧化碳气体直接转向继续前行，达到了第三次气液分离，通过三次的气液分离器处理，能够大幅度的提高对二氧化碳气体的气液分离处理，从而显著的提高了处理后的二氧化碳的纯净度，便于后续继续使用。附图说明图1是本发明主视结构图。图2是本发明中过滤出口结构图。图3是本发明中网格壳体主视结构图。附图标记说明：出气口1、进气口2、电机3、壳体4、过滤出口5、网格壳体51、内芯层52、微孔53、分隔层6、旋转片7、转轴8。具体实施方式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，而不能解释为对本发明的限制。本发明提供了一种跨临界co2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置，包括：出气口1、进气口2、电机3、壳体4、内腔体61、外腔体41、过滤出口5、分隔层6、旋转片7、转轴8；所述分隔层6为设置在壳体4内部，分隔层6将壳体4内部分为内腔体61和外腔体41两个部分，所述电机3设置在壳体4顶部，所述转轴8竖直设置在内腔体61内，所述转轴8的顶部连接到电机3输出轴，所述旋转片7设置在内腔体61中并依次分布在转轴8上，所述进气口2设置在壳体4顶部并位于电机3右侧，所述进气口2连通到内腔体61内，所述出气口1设置在壳体4外部右侧，所述出气口1连通到外腔体41内，所述过滤出口5设置在分隔层6左侧，所述过滤出口5连通内腔体61和外腔体41。所述过滤出口5包括网格壳体51和填充在网格壳体51内部的内芯层52。所述网格壳体51右端连接到分隔层6，所述网格壳体51左端连接到壳体4左侧壁。所述网格壳体51为长方体或正方体或圆柱体。所述网格壳体51表面均匀分布有多个微孔53。工作原理：将跨临界co2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置安装在跨临界co2热泵系统压缩机入口，经过循环后的二氧化碳气体自进气口2进入到内腔体61中，启动电机3，电机3通过转轴8转动带动旋转片7转动，旋转片7的高速转动又带动进入到内腔体61中的含水蒸汽的二氧化碳高速转动，通过水蒸汽与二氧化碳重量的不同，质量较重的水蒸汽由于离心力的驱使下，会撞击到分隔板内壁上，聚集形成大水珠吸附在分隔板内壁上，实现第一次气液分离，然后二氧化碳又会自过滤出口5中流入到外腔体41中，在经过过滤出口5时，经过内芯层52的吸附处理，达到了第二次气液分离，最后，再外腔体41内流入到出气口1，通过将出气口1设置在壳体4外部右侧上方，使得二氧化碳具有一个自下而上的流向，从而能够起到一个折流的效果，水蒸气由于惯性在经过转折时继续向前，而二氧化碳气体直接转向继续前行，达到了第三次气液分离，通过三次的气液分离器处理，能够大幅度的提高对二氧化碳气体的气液分离处理，从而显著的提高了处理后的二氧化碳的纯净度，便于后续继续使用。所述内芯层由沸石粉复合碳化松木粉制备而成。所述沸石粉复合碳化松木粉制备方法包括以下步骤：（1）将沸石粉与硅藻土按10:2-3质量比例均匀混合到一起，然后添加到氯化稀土溶液中，加热搅拌2-3min，然后进行过滤，洗涤、烘干至恒重，过40目筛，得到混合料；（2）将上述得到的混合粉料在氮气气氛下在700-800℃下，保温处理40-45min，然后自然冷却至室温，得到热处理料；（3）对松木粉进行酸化处理，将松木粉添加到其质量3倍的磷酸溶液中，在70-80℃下，搅拌处理40min，然后进行过滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到酸化松木粉；（4）对上述得到的酸化松木粉进行碳化处理，将酸化松木粉添加到碳化炉中，先加热至200-230℃，保温40min，然后再继续升高温度至380-400℃，继续保温1小时，然后采用水冷至室温，得到碳化料；（5）将上述得到的碳化料添加到其质量3倍的乙酸溶液中，搅拌反应2小时，然后进行过滤，清水洗涤至中性，微波干燥至恒重，得到碳化松木粉；（6）将热处理料与碳化松木粉按3:10-12质量比例均匀混合后，然后在110℃、30-35mpa压力下压制成型，即得。所述氯化稀土溶液为质量分数为0.013-0.015%的氯化镧溶液。所述磷酸溶液浓度为1.5mol/l。所述微波功率为500w。为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的一种跨临界co2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置进行具体地描述：实施例1一种跨临界co2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置，包括：出气口1、进气口2、电机3、壳体4、过滤出口5、分隔层6、旋转片7、转轴8；所述分隔层6为设置在壳体4内部，分隔层6将壳体4内部分为内腔体61和外腔体41两个部分，所述电机3设置在壳体4顶部，所述转轴8竖直设置在内腔体61内，所述转轴8的顶部连接到电机3输出轴，所述旋转片7设置在内腔体61中并依次分布在转轴8上，所述进气口2设置在壳体4顶部并位于电机3右侧，所述进气口2连通到内腔体61内，所述出气口1设置在壳体4外部右侧，所述出气口1连通到外腔体41内，所述过滤出口5设置在分隔层6左侧，所述过滤出口5连通内腔体61和外腔体41。过滤出口5包括网格壳体51和填充在网格壳体51内部的内芯层52。网格壳体51右端连接到分隔层6，所述网格壳体51左端连接到壳体4左侧壁。网格壳体51为长方体或正方体或圆柱体。网格壳体51表面均匀分布有多个微孔53。所述内芯层由沸石粉复合碳化松木粉制备而成。所述沸石粉复合碳化松木粉制备方法包括以下步骤：（1）将沸石粉与硅藻土按10:2质量比例均匀混合到一起，然后添加到质量分数为0.013%的氯化镧溶液中，加热搅拌2min，然后进行过滤，洗涤、烘干至恒重，过40目筛，得到混合料；（2）将上述得到的混合粉料在氮气气氛下在700℃下，保温处理40-45min，然后自然冷却至室温，得到热处理料；（3）对松木粉进行酸化处理，将松木粉添加到其质量3倍的浓度为1.5mol/l的磷酸溶液中，在70℃下，搅拌处理40min，然后进行过滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到酸化松木粉；（4）对上述得到的酸化松木粉进行碳化处理，将酸化松木粉添加到碳化炉中，先加热至200℃，保温40min，然后再继续升高温度至380℃，继续保温1小时，然后采用水冷至室温，得到碳化料；（5）将上述得到的碳化料添加到其质量3倍的乙酸溶液中，搅拌反应2小时，然后进行过滤，清水洗涤至中性，微波干燥至恒重，微波功率为500w，得到碳化松木粉；（6）将热处理料与碳化松木粉按3:10质量比例均匀混合后，然后在110℃、30mpa压力下压制成型，即得；本发明制备的沸石粉复合碳化松木粉具有优异的吸附效率，通过将沸石粉复合碳化松木粉，能够显著的提高内芯层的吸附容量，通过对松木粉的碳化处理和碳化后的改性处理，能够极大的提高了其内部孔隙结构，提高了组织结构活性，进而显著的改善了吸附性能。实施例2一种跨临界co2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置，包括：出气口1、进气口2、电机3、壳体4、过滤出口5、分隔层6、旋转片7、转轴8；所述分隔层6为设置在壳体4内部，分隔层6将壳体4内部分为内腔体61和外腔体41两个部分，所述电机3设置在壳体4顶部，所述转轴8竖直设置在内腔体61内，所述转轴8的顶部连接到电机3输出轴，所述旋转片7设置在内腔体61中并依次分布在转轴8上，所述进气口2设置在壳体4顶部并位于电机3右侧，所述进气口2连通到内腔体61内，所述出气口1设置在壳体4外部右侧，所述出气口1连通到外腔体41内，所述过滤出口5设置在分隔层6左侧，所述过滤出口5连通内腔体61和外腔体41。过滤出口5包括网格壳体51和填充在网格壳体51内部的内芯层52。网格壳体51右端连接到分隔层6，所述网格壳体51左端连接到壳体4左侧壁。网格壳体51为长方体或正方体或圆柱体。网格壳体51表面均匀分布有多个微孔53。所述内芯层由沸石粉复合碳化松木粉制备而成。所述沸石粉复合碳化松木粉制备方法包括以下步骤：（1）将沸石粉与硅藻土按10:3质量比例均匀混合到一起，然后添加到质量分数为0.013-0.015%的氯化镧溶液中，加热搅拌3min，然后进行过滤，洗涤、烘干至恒重，过40目筛，得到混合料；（2）将上述得到的混合粉料在氮气气氛下在800℃下，保温处理40-45min，然后自然冷却至室温，得到热处理料；（3）对松木粉进行酸化处理，将松木粉添加到其质量3倍的浓度为1.5mol/l的磷酸溶液中，在80℃下，搅拌处理40min，然后进行过滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到酸化松木粉；（4）对上述得到的酸化松木粉进行碳化处理，将酸化松木粉添加到碳化炉中，先加热至230℃，保温40min，然后再继续升高温度至400℃，继续保温1小时，然后采用水冷至室温，得到碳化料；（5）将上述得到的碳化料添加到其质量3倍的乙酸溶液中，搅拌反应2小时，然后进行过滤，清水洗涤至中性，微波干燥至恒重，微波功率为500w，得到碳化松木粉；（6）将热处理料与碳化松木粉按3:12质量比例均匀混合后，然后在110℃、35mpa压力下压制成型，即得。实施例3一种跨临界co2热泵系统用具有高分离效率的气液分离装置，包括：出气口1、进气口2、电机3、壳体4、过滤出口5、分隔层6、旋转片7、转轴8；所述分隔层6为设置在壳体4内部，分隔层6将壳体4内部分为内腔体61和外腔体41两个部分，所述电机3设置在壳体4顶部，所述转轴8竖直设置在内腔体61内，所述转轴8的顶部连接到电机3输出轴，所述旋转片7设置在内腔体61中并依次分布在转轴8上，所述进气口2设置在壳体4顶部并位于电机3右侧，所述进气口2连通到内腔体61内，所述出气口1设置在壳体4外部右侧，所述出气口1连通到外腔体41内，所述过滤出口5设置在分隔层6左侧，所述过滤出口5连通内腔体61和外腔体41。过滤出口5包括网格壳体51和填充在网格壳体51内部的内芯层52。网格壳体51右端连接到分隔层6，所述网格壳体51左端连接到壳体4左侧壁。网格壳体51为长方体或正方体或圆柱体。网格壳体51表面均匀分布有多个微孔53。所述内芯层由沸石粉复合碳化松木粉制备而成。所述沸石粉复合碳化松木粉制备方法包括以下步骤：（1）将沸石粉与硅藻土按10:2.6质量比例均匀混合到一起，然后添加到质量分数为0.014%的氯化镧溶液中，加热搅拌2.5min，然后进行过滤，洗涤、烘干至恒重，过40目筛，得到混合料；（2）将上述得到的混合粉料在氮气气氛下在750℃下，保温处理42min，然后自然冷却至室温，得到热处理料；（3）对松木粉进行酸化处理，将松木粉添加到其质量3倍的浓度为1.5mol/l的磷酸溶液中，在78℃下，搅拌处理40min，然后进行过滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到酸化松木粉；（4）对上述得到的酸化松木粉进行碳化处理，将酸化松木粉添加到碳化炉中，先加热至218℃，保温40min，然后再继续升高温度至392℃，继续保温1小时，然后采用水冷至室温，得到碳化料；（5）将上述得到的碳化料添加到其质量3倍的乙酸溶液中，搅拌反应2小时，然后进行过滤，清水洗涤至中性，微波干燥至恒重，微波功率为500w，得到碳化松木粉；（6）将热处理料与碳化松木粉按3:11质量比例均匀混合后，然后在110℃、33mpa压力下压制成型，即得。试验将含水率为55%的二氧化碳气体分别采用实施例装置进行处理，每组试验10次，取平均值，结果如下：表1二氧化碳含水率%实施例10.265实施例20.218实施例30.224由表1可以看出，本发明气液分离装置对含水的二氧化碳的处理能够极大的降低二氧化碳的含水率，气液分离效率高。以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。当前第1页1 2 3