精准实现二氧化碳管道杂质配比的加注装置及加注方法

技术领域

本发明涉及CO

背景技术

目前，国内碳捕获CCUS技术发展还不成熟，大规模商业化的超临界CO

发明内容

本发明为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种精准实现二氧化碳管道杂质配比的加注装置及加注方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种精准实现二氧化碳管道杂质配比的加注装置，包括主管道、杂质气瓶、二氧化碳气源容器、加注泵、台秤、地磅、杂质加注管路和二氧化碳加注管路，所述杂质加注管路和二氧化碳加注管路的一端分别与所述主管道连通，所述杂质加注管路的另一端与所述杂质气瓶连通，所述二氧化碳加注管路的另一端与所述二氧化碳气源容器连通，所述杂质加注管路上设有第一阀门和第一减压阀，所述二氧化碳加注管路上设有加注泵、第二阀门和第三阀门，所述杂质气瓶设置在台秤上，所述二氧化碳气源容器设置在地磅上。

本发明的有益效果是：本发明的加注装置能够实现不同工况二氧化碳管道实验所需不同杂质种类、含量的精准加注。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述第二阀门和第三阀门分别设置在所述加注泵的上游和下游。

进一步，所述第一阀门设置在所述第一减压阀的下游。

进一步，所述主管道上连接有总输入管路，所述杂质加注管路和二氧化碳加注管路的一端均与所述总输入管路连通，所述总输入管路上设有第四阀门。

进一步，还包括二氧化碳气瓶和吹扫管路，所述吹扫管路的一端与二氧化碳气瓶连通，所述吹扫管路的另一端与所述主管道连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：可在加注前对主管道进行吹扫。

进一步，所述吹扫管路上设有第二减压阀和第五阀门。

进一步，所述主管道上还连接有泄压管路，所述泄压管路上设有第六阀门。

进一步，所述主管道外包覆有电加热层，所述电加热层外包覆有保温层，所述主管道上还设有温度传感器和压力传感器，所述电加热层和压力传感器分别与PID控制系统电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：可通过PID控制系统监测主管道内的压力值和压力升高速率，电加热层自控温集成于PID控制系统，加热初级阶段会采用大功率加热，当压力值接近实验所需压力值时，PID控制系统自动降低加热功率，甚至停止加热，直至主管道内的温度、压力达到指定工况。

精准实现二氧化碳管道杂质配比的加注方法，采用上述加注装置实现，包括以下步骤：

指定工况下既需要加注二氧化碳，又需要添加杂质时：

S1，指定工况下需添加杂质质量为△M

S2，指定工况下需加注二氧化碳质量为△M

指定工况下不需要添加杂质，只需加注二氧化碳时，只进行S2即可。

本发明的有益效果是：本发明的加注方法，能够在大型工业级超临界CO

进一步，指定工况下需添加杂质质量△M

采用上述进一步方案的有益效果是：可根据指定工况需要预先计算好需加注的杂质质量以及二氧化碳质量，方便后续系统操作。

进一步，还包括S3，主管道上设有电加热层、温度传感器和压力传感器，打开主管道上的电加热层，开启与所述电加热层电连接的PID控制系统，通过主管道上压力传感器反馈给PID控制系统的压力值实现控温启停以及控制电加热层的加热功率，直至所述主管道内的压力和温度达到指定工况要求的温度和压力。

附图说明

图1为本发明精准实现二氧化碳管道杂质配比的加注装置的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、主管道；2、杂质气瓶；3、二氧化碳气源容器；4、加注泵；5、台秤；6、地磅；7、杂质加注管路；8、二氧化碳加注管路；9、第一阀门；10、第一减压阀；11、第二阀门；12、第三阀门；13、总输入管路；14、第四阀门；15、吹扫管路；16、第二减压阀；17、第五阀门；18、泄压管路；19、第六阀门；20、二氧化碳气瓶；21、电加热层；22、保温层；23、温度传感器；24、压力传感器；25、PID控制系统。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本实施例的一种精准实现二氧化碳管道杂质配比的加注装置，包括主管道1、杂质气瓶2、二氧化碳气源容器3、加注泵4、台秤5、地磅6、杂质加注管路7和二氧化碳加注管路8，所述杂质加注管路7和二氧化碳加注管路8的一端分别与所述主管道1连通，所述杂质加注管路7的另一端与所述杂质气瓶2连通，所述二氧化碳加注管路8的另一端与所述二氧化碳气源容器3连通，所述杂质加注管路7上设有第一阀门9和第一减压阀10，所述二氧化碳加注管路8上设有加注泵4、第二阀门11和第三阀门12，所述杂质气瓶2设置在台秤5上，所述二氧化碳气源容器3设置在地磅6上。

如图1所示，本实施例的所述第二阀门11和第三阀门12分别设置在所述加注泵4的上游和下游。所述第一阀门9设置在所述第一减压阀10的下游。

本实施例的一个可选方案为，如图1所示，所述主管道1上连接有总输入管路13，所述杂质加注管路7和二氧化碳加注管路8的一端均与所述总输入管路13连通，所述总输入管路13上设有第四阀门14。

如图1所示，本实施例的加注装置还包括二氧化碳气瓶20和吹扫管路15，所述吹扫管路15的一端与二氧化碳气瓶20连通，所述吹扫管路15的另一端与所述主管道1连通。可在加注前对主管道进行吹扫。

如图1所示，本实施例的所述吹扫管路15上设有第二减压阀16和第五阀门17。

如图1所示，本实施例的所述主管道1上还连接有泄压管路18，所述泄压管路18上设有第六阀门19。

如图1所示，本实施例的所述主管道1外包覆有电加热层21，所述电加热层21外包覆有保温层22，所述主管道1上还设有温度传感器23和压力传感器24，所述电加热层21和压力传感器24分别与PID控制系统25电连接。可通过PID控制系统监测主管道内的压力值和压力升高速率，加热初级阶段会采用大功率加热，当压力值接近实验所需压力值时，PID控制系统自动降低加热功率，甚至停止加热，直至主管道内的温度压力达到指定工况。具体的，所述电加热层可选用电加热丝或电伴热带。

本实施例的加注装置能够实现不同工况实验所需不同杂质种类、含量的精准加注。主管道加热方式，为电伴热加热，且带有温度监测和PID自控温调节控制，这样可以避免防止加热功率过大或不及时关闭加热导致不能准确控制管道内CO

本实施例还提供了一种精准实现二氧化碳管道杂质配比的加注方法，采用上述加注装置实现，包括以下步骤：

指定工况下既需要加注二氧化碳，又需要添加杂质时：

S1，指定工况下需添加杂质质量为△M

S2，指定工况下需加注二氧化碳质量为△M

指定工况下不需要添加杂质，只需加注二氧化碳时，只进行S2即可。

还包括S3，主管道上设有电加热层21、温度传感器23和压力传感器24，打开主管道1上的电加热层21，开启与所述电加热层21电连接的PID控制系统25，通过主管道1上压力传感器24反馈给PID控制系统25的压力值实现控温启停以及控制电加热层21的加热功率，直至所述主管道1内的压力和温度达到指定工况要求的温度和压力。主管道1内的温度可通过温度传感器23人为读取获得。

进一步，指定工况下需添加杂质质量△M

其中，本实施例的指定工况下CO

本实施例的另一个可选方案为，在进行加注之前，先确保所有阀门、泵体和电源都处于关闭状态，打开第五阀门17和第六阀门19，调整第二减压阀16至合适的压力，打开二氧化碳气瓶20，利用二氧化碳气瓶20自增压对主管道1进行吹扫，吹扫时长需根据放空口检测气样中的CO

本实施例的加注方法，能够在大型工业级超临界CO

试验例

以CO

首先，根据指定工况下的温度压力，采用GERG2008方程该温度压力下CO

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”、“顺时针”、“逆时针”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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，对上述术语的示意性表述不必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。