[發明專利]高溫熔融碳酸鹽富集二氧化碳氣體純化系統及其使用方法

在審

• 申請號: 202210246111.5
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114910593A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 臧春艷;賀銀軍;萬歡;楊紀磊;齊玉民;郝鵬;張旭東;張瑩;何俊輝;李志勇;付云;稅蕾蕾;王巖巖;秦冠男;于建雨
• 申請（專利權）人: 中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: G01N30/06
• 分類號: G01N30/06;G01N30/08;G01N30/14;G01N30/54;G01N30/60;G01N30/02
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.高溫熔融碳酸鹽富集二氧化碳氣體純化系統，其特征在于：包括激光CO₂熔融裝置、樣品池、水阱、冷阱組件、色譜柱和同位素質譜儀，

在所述激光CO₂熔融裝置的下方設置所述樣品池，在所述樣品池內容納有樣品，激光CO₂熔融裝置用于激光熔融樣品池內的樣品，所述樣品池的排氣端與所述水阱的進氣端相連通，所述水阱的排氣端通過所述冷阱組件與所述色譜柱的進氣端相連通，所述色譜柱的排氣端與所述同位素質譜儀相連通；

所述冷阱組件包括粗冷阱和細冷阱，所述水阱的排氣端與所述粗冷阱的進氣端相連通，所述粗冷阱的排氣端與所述細冷阱的進氣端相連通，所述細冷阱的排氣端與所述色譜柱的進氣端相連通，在所述粗冷阱和所述細冷阱的外側均纏繞有能夠對粗冷阱和細冷阱進行加熱的冷阱加熱控制組件，所述粗冷阱和所述細冷阱均采用U型彎管結構，在所述粗冷阱的U型結構和所述細冷阱的U型結構的下方均設置有液氮容器，在所述液氮容器內填充有液氮，在所述液氮容器的底端設置有升降氣缸。

2.根據權利要求1所述的高溫熔融碳酸鹽富集二氧化碳氣體純化系統，其特征在于：所述樣品池的進氣端通過進氣管路與三通閥的一個排氣端相連，在所述進氣管路上設置有He流量計。

3.根據權利要求2所述的高溫熔融碳酸鹽富集二氧化碳氣體純化系統，其特征在于：所述系統還包括He氣瓶，所述He氣瓶的排氣端通過排氣管路與所述三通閥的進氣端相連通，所述三通閥的另一個排氣端通過管路與所述同位素質譜儀相連通。

4.根據權利要求1所述的高溫熔融碳酸鹽富集二氧化碳氣體純化系統，其特征在于：在所述水阱內設置有高錳酸鉀，最終形成能夠除去氣體中水蒸氣的高錳酸鉀水阱。

5.根據權利要求1所述的高溫熔融碳酸鹽富集二氧化碳氣體純化系統，其特征在于：在所述色譜柱的外側設置有對色譜柱進行溫度控制的柱溫箱溫控組件，在所述色譜柱的外側設置有對色譜柱進行壓力監測的壓力表。

6.根據權利要求1所述的高溫熔融碳酸鹽富集二氧化碳氣體純化系統，其特征在于：所述色譜柱采用石英毛細管，石英毛細管的長度為10米，且呈環繞型設置，所述冷阱加熱控制組件采用電加熱絲，所述粗冷阱采用長60cm的彎曲1/8inch不銹鋼管線，所述細冷阱采用長60cm的彎曲1/32inch不銹鋼管線。

7.如權利要求1-6任一所述的高溫熔融碳酸鹽富集二氧化碳氣體純化系統的使用方法，其特征在于：按照下述步驟進行：

步驟1，分解產生二氧化碳氣體

激光CO₂熔融裝置對樣品池內的碳酸鹽進行微高溫加熱，以使其分解產生二氧化碳氣體，得到混合氣體；

步驟2，控制He流速

調節控制通入到樣品池中的He氣的流速；

步驟3，水阱除去水蒸氣

樣品池的排氣端通入到水阱中，除去混合氣體中的水蒸氣；

步驟4，進行粗冷阱

利用粗冷阱對通入其中的混合氣體進行富集，富集后的混合氣體再次進入到細冷阱中；

步驟5，進行細冷阱

利用細冷阱對通入其中的混合氣體進行再次富集，富集后的混合氣體進入到色譜柱中；

步驟6，對氣體進行分離

利用色譜柱將混合氣體中的CO₂、O₂、CO依次分離，得到富集純化的二氧化碳氣體；

步驟7，測試富集純化的二氧化碳氣體

利用同位素質譜儀對富集純化的二氧化碳氣體進行測試。

8.根據權利要求7所述的高溫熔融碳酸鹽富集二氧化碳氣體純化系統的使用方法，其特征在于：在步驟2和7中，He氣流速均為80-90mL/min。

9.根據權利要求7所述的高溫熔融碳酸鹽富集二氧化碳氣體純化系統的使用方法，其特征在于：在步驟6中，每隔一周，利用柱溫箱溫控組件將色譜柱升溫到260℃，持續12小時。