[實用新型]二氧化碳地質封存泄漏的監測裝置

有效

• 申請號: 201120281110.1
• 申請日: 2011-08-04
• 公開（公告）號: CN202166610U
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 高程達;崔鴻遠;柴衛東
• 申請（專利權）人: 北京市華云分析儀器研究所有限公司
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧

技術領域

本實用新型涉及一種監測裝置，特別是關于用于二氧化碳(CO₂)地質封存過程中泄漏監測和預警預報的裝置。

背景技術

二氧化碳(CO₂)捕集和封存(carbon?dioxide?capture?and?storage，CCS)是應對氣候變化的重要策略之一，是履行低碳經濟政策的重要內容。通過CCS技術有望降低大氣CO₂等溫室氣體濃度的增長速率，達到減緩全球氣候變暖之目的。由于地質構造的復雜性和二氧化碳地質封存工作的長期性，CO₂泄漏的風險貫穿著二氧化碳捕集和封存的始終。二氧化碳一旦在捕集和封存過程中泄漏，非但不能有效地減少大氣二氧化碳濃度，而且將會對人類生存環境(局部或全球范圍)造成嚴重的影響，對植物、動物以及海洋生物都有不同程度的負面影響。為了減小二氧化碳地質封存泄漏的風險，需要對二氧化碳地質封存進行全過程的監測和預警預報。

一些發達國家，如挪威、加拿大、日本、美國、德國、澳大利亞等正在開展大型CCS研究、試驗和開發。CO₂泄漏的監測包括地下水取樣檢測、土壤空氣調查和監測、自然電位測量、空中(飛機或衛星)監測、永久性的土壤或空氣監測和地震反射成像測量等。美國能源部曾提出一個監測、減排和檢驗(Monitoring，Mitigation?and?Verification?MMV)技術的支撐路線圖，并將MMV分解為地質封存監測和陸地生態系統監測，其中地質封存二氧化碳泄漏的監測主要包括地下監測井監測、空氣二氧化碳濃度監測、植被生長率監測等；陸地生態系統監測主要包括對植被和土壤的監測。目前已有一些相關的監測技術應用于CCS的泄漏監測，但是，現有的試驗結果還不足以給出系統的泄漏監測數據。當前的熱點是成套監測儀器的設計、研制以及設計整體監測工作網絡。我國是發展中國家，地質捕集和封存二氧化碳的研究和試驗剛起步，監測儀器和方法幾乎還是空白。

現行的氣體分析器主要分為兩類：一類為單機，即一臺獨立的氣體分析器，用于單一功能的氣體測定；另一類為氣體分析系統，即含取樣和樣品處理單元、可編程控制器及其執行單元，具備數據處理、計算、存儲、傳輸和控制功能。由于信息化、自動化、系統化的需要，數字化技術在氣體分析器儀表行業處于主流地位。但是，一般氣體分析系統難以滿足多通道(多樣點)、連續性、人機界面以及無線傳輸等實際應用的需要。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能實現多樣點取樣、不間斷自動監測、人機界面和無線傳輸的二氧化碳地質封存泄漏的監測裝置。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種二氧化碳地質封存泄漏的監測裝置，其特征在于：它包括樣品采集處理單元、分析檢測單元、可編程邏輯控制單元、人機界面、數據采集存儲單元、無線傳輸單元和CO₂地質封存監測中心；所述樣品采集處理單元將采集來自CO₂地質封存泄漏樣點的樣氣進行過濾、制冷及干燥處理后，一部分樣氣再經脫水、除塵處理后進入所述分析檢測單元，其余樣氣經廢氣處理裝置處理后排空；所述分析檢測單元將接收到的樣氣進行檢測、分析其CO₂濃度，將檢測結果傳送至所述可編程邏輯控制單元；所述可編程邏輯控制單元與所述人機界面進行信息交互，所述可編程邏輯控制單元根據所述分析檢測單元的檢測結果和人機界面傳送的指令，向所述樣品采集處理單元傳送多樣點檢測指令，并將所獲得的檢測數據及圖像信息傳送至所述數據采集存儲單元；所述數據采集存儲單元將檢測數據及圖像信息經所述無線傳輸單元傳送至所述CO₂地質封存監測中心完成監測。

所述樣品采集處理單元包括大氣取樣探頭、包氣帶取樣探頭、過濾器、制冷器、干燥器和廢氣處理器；所述大氣取樣探頭和包氣帶取樣探頭將采集的樣氣依次經所述過濾器、制冷器和干燥器處理后，一部分樣氣進入所述分析檢測單元進行檢測處理，其余樣氣經所述廢氣處理器排空。

所述分析檢測單元包括大氣檢測器和包氣帶氣體檢測器，樣氣分別經所述大氣檢測器和包氣帶氣體檢測器處理后，將分析檢測結果傳送至所述可編程邏輯控制單元。

所述大氣檢測器和包氣帶氣體檢測器均采用在線式紅外線CO₂氣體分析器。

所述人機界面采用觸摸屏。

所述CO₂地質封存監測中心內設置有預警預報裝置。