[發明專利]一種液態CO2相變過程模擬測試系統

在審

• 申請號: 201710055362.4
• 申請日: 2017-01-21
• 公開（公告）號: CN106645269A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 馬礪;李珍寶;郭睿智;鄧軍;程方明;王偉峰;王秋紅;魏高明
• 申請（專利權）人: 西安科技大學;西安捷銳消防科技有限責任公司
• 主分類號: G01N25/12
• 分類號: G01N25/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及液態CO₂的儲存安全和輸送安全技術領域，具體涉及一種液態CO₂相變過程模擬測試系統。

背景技術

作為溫室氣體主要成分之一的CO₂，在工業生產尾氣回收中通常以液態形式收集、儲存及運輸。當液態CO₂的存儲溫度或壓力低于三相點時，轉化為固相。當溫度到達一定值時，液態CO₂氣化，壓力升高，為液態CO₂的儲運過程埋下安全隱患。

在液態CO₂的工業應用中，干冰的出現會嚴重影響液態CO₂利用效率，甚至導致管路嚴重堵塞，更嚴重會致使事故發生，威脅工作人員的安全。在液態CO₂長距離管道運輸過程中，由于液態CO₂管道運輸過程中容易發生相變，造成冰堵管道，導致流速突增，影響液態CO₂正常輸送；液態CO₂在槽車運輸中，由于各種因素的耦合影響，槽車內部液態CO₂可能發生相變，影響運輸安全，需要實時監測液態CO₂的狀態；液態CO₂在罐式存儲時，存儲罐內部的相態較模糊，因此需要保持合理的相態參數，有利于儲存安全和運輸安全。基于此，從安全的角度出發，有必要發明一種液態CO₂相變過程測試系統，該系統能實時監測壓力容器內部液態CO₂的溫度、壓力和液位等參數的變化，結合二氧化碳的相態屬性圖，實現系統內二氧化碳的相態判定，為液態的安全應用提供基礎參數。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種液態CO₂相變過程模擬測試系統。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種液態CO₂相變過程模擬測試系統，由液態CO₂泵壓注系統、密閉耐高壓容器系統、數據采集及儲存系統、廢氣及廢液回收循環利用系統、人工加熱系統五大部分組成，液態CO₂泵壓注系統與密閉耐高壓容器系統相連，密閉耐高壓容器系統分別與數據采集及儲存系統、廢氣及廢液回收循環利用系統、人工加熱系統相連。該液態CO₂相變過程模擬測試系統能針對不同類型的密閉耐高壓容器，實時監測密閉耐高壓容器內液態CO₂的溫度、壓力和液位等參數的變化，結合CO₂的相態屬性圖，實現系統內CO₂的相態判定。

所述的液態CO₂泵壓注系統包括杜瓦瓶和柱塞泵，杜瓦瓶和柱塞泵之間用與之匹配的高壓膠管連接；所述的柱塞泵采用手動變量柱塞泵，所述的杜瓦瓶采用真空絕熱的不銹鋼壓力容器的杜瓦瓶。

所述的密閉耐高壓容器系統包括密閉耐高壓容器和第一專用閥門和第二專用閥門，密閉耐高壓容器兩端的高壓膠管上分別設置有第一專用閥門和第二專用閥門，密閉耐高壓容器通過第一專用閥門與柱塞泵相連。

所述的數據采集及儲存系統包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器、質量流量計、液位傳感器、第一紅外熱像儀、第二紅外熱像儀、數據采集儀和計算機，液位傳感器設置在密閉耐高壓容器頂部，且液位傳感器通過數據采集儀和計算機相連，密閉耐高壓容器側壁通過第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器與數據采集儀相連，密閉耐高壓容器前端的高壓膠管上還設置有與數據采集儀相連的質量流量計，第一紅外熱像儀、第二紅外熱像儀設置在密閉耐高壓容器內壁上。所述的電加熱膜替換為電加熱絲。

所述的廢氣及廢液回收循環利用系統包括液化泵和回收容器，第二專用閥門、液化泵和回收容器依次相連。

所述的人工加熱系統包括電加熱膜、溫控儀、繼電器、電源和開關，繼電器、溫控儀、電源和開關依次相連，且繼電器、電源和開關均與電加熱膜相連，電加熱膜設置在密閉耐高壓容器外部。

所述的密閉耐高壓容器采用管道式、球型式或儲罐式密閉耐高壓容器。

本發明具有以下有益效果：能實時監測壓力容器內部液態CO₂的溫度、壓力和液位等參數的變化，結合二氧化碳的相態屬性圖，實現系統內二氧化碳的相態判定，為液態CO₂的安全應用提供基礎參數。

附圖說明

圖1為本發明的管道式容器系統示意圖；