CN110794001A - 碳捕集系统能效指标copco2的标准化测试法 - Google Patents

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邓帅
徐耀锋
付建欣
赵力
周杨洲
李双俊
赵军
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    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/48—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation

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Abstract

本发明公开了碳捕集系统能效指标
Figure DDA0002240354900000011
的标准化测试法，应用于碳捕集行业的能效评价，为这个缺乏一个定量评估系统效率的技术，提供一个能源转换效率的评价标准。对碳捕集系统的进气态参数进行标准设定与检测产品气态参数，得到
Figure DDA0002240354900000012
值，使得被测碳捕集样机能够在一个标准下进行能效评价。

Description

碳捕集系统能效指标*的标准化测试法
技术领域
本发明涉及碳捕集技术的能效研究领域，尤其在于碳捕集能效的评价标准测试领域。
背景技术
工业碳排放导致的环境问题，全球气候变暖，事态严重刻不容缓。而根据IEA指出的数据来看，碳捕集技术作为一种有效的能够减缓碳排放的技术，受到世界范围内的重视。但是碳捕集技术的高能耗问题限制了该技术的发展，因此各类研究发明专利，致力于碳捕集技术的节能降耗方面的研究。
碳捕集技术的发展受限于其单位捕集量高能耗问题，近些年来关于碳捕集系统能效研究与能效测试的发明主要有以下特征：
如公开号CN108421409A的发明专利涉及一种二氧化碳测试平台，自带脱硫硝模块，可适用于各类碳捕集电厂。如申请号CN201510529951.2的发明专利提出一种二氧化碳捕集系统，基于碳捕集系统的设置，通过第一热泵系统、第二热泵系统以及贫富液换热器的多次换热，能够有效地且充分地利用二氧化碳捕集系统内部的闲置余热，降低二氧化碳捕集系统的能量损耗，提高二氧化碳捕集系统的能量利用率、富液的解吸能力、贫液的再吸收能力以及二氧化碳的捕集纯度。如公开号CN106178817A发明专利提出大规模二氧化碳捕集系统及捕集方法，所述系统包括：吸附室、干燥室、用于增加湿度的水箱、用于储存解吸附出来的二氧化碳的气罐；所述方法为：在二氧化碳吸附过程：大气进入吸附室，二氧化碳被吸附剂吸附，吸附后的气体重新回到大气中；吸附剂还原及二氧化碳储存过程：由水箱对气体加湿，高湿度气体进入吸附室,使饱和的吸附剂开始解吸附出二氧化碳，解吸附出的二氧化碳进入气罐，循环若干时间后二氧化碳完全解吸附，吸附剂实现再生。如公开号CN109813054A的发明专利所提到，利用液化天然气的冷能的二氧化碳捕集装置及发电系统，系统部件包括热交换器，利用与液化天然气的热交换使初次制冷剂冷却；冷却器，与热交换器相连，并且将利用与冷却物质的热交换进行冷却的捕集用制冷剂排出；以及捕集散热器，使从上述冷却器排出的捕集用制冷剂与烟气进行热交换，从而分离上述烟气所包含的二氧化碳并进行捕集。
综上所述，现有专利并没有涉及到碳捕集技术能效评价指标方面，也没有对碳捕集系统的能效指标
Figure BDA0002240354880000021
进行测试的专利，更没有将测试方法统一作为标准化的专利。
因此，本发明提出的
Figure BDA0002240354880000022
标准化测试法，对于促进碳捕集系统能效评价有极大的意义，促进碳捕集能效评价体系的完善。
发明内容
碳捕集系统的标准测试方法，结合具体实例进行详细说明
在本人的发明专利“一种碳捕集系统能效指标
Figure BDA0002240354880000024
”中首次提出，本发明针对碳捕集系统的
Figure BDA0002240354880000025
值的测定方式进行标准化制定，提供一种行业内具体的标准测试方法以作参考。
的表达式如式(1)
Figure BDA0002240354880000027
首先是碳捕集系统
Figure BDA0002240354880000028
标准化测试法的概念：将碳捕集系统的处于一个标准的测试状态，锁定外界因素(如标况对比下)，规定进气参数，提供一个统一的测试标准，来进行测试碳捕集系统
Figure BDA0002240354880000029
值
碳捕集系统
Figure BDA00022403548800000210
值标准化测试的方法论，如图1所示，首先将的数学表达式拆解开来，获得三类参数，标况参数，进气态参数，产品气态参数。为了将各类碳捕集系统测试的公平性，将进气态参数进行标准设定，在同样的进气条件下，考核碳捕集样机的能源转换效率。而这些参数的获得方法可以是：实验测试，文献资料获得，商业软件查询，标况查询等。如利用文献数据可获得大气环境G态的参数数据，而进气态参数在仪器设备的控制下，需调整到同一标准下：在烟气CO2体积分数为10％，烟气温度为25℃，且烟气压力为大气压，这一标准状态下进行测试碳捕集系统的能源转换效率。在碳捕集系统的产品气态侧，利用烟气温度计，压力计，组分分析仪等设备对产品气的温度，压力，组分进行测试获得产品气态参数T2,P2,y数据。在获得所需要的所有参数之后，便可以利用
Figure BDA0002240354880000031
计算公式进行计算此碳捕集系统的
Figure BDA0002240354880000032
值。
附图说明
图1为碳捕集系统的
Figure BDA0002240354880000033
标准测试方法说明图。
图2为碳捕集系统
Figure BDA0002240354880000034
标准化测试计算实例图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
如图1,2所示的
Figure BDA0002240354880000035
标准测试方法，首先获取标况参数信息，可由文献中查询所获得的；将进气调整至标准测试状态：CO2体积分数10％，进气温度25℃，大气压状态下。利用仪器设备测得产品气状态参数，如捕集率为90％，产品气纯度98％，温度T2为65℃。以下为一个算例，作为标准化测试的计算说明。在标况下，进气组分
Figure BDA0002240354880000036
(X表示气体种类如CO2，N2等，A表示进气，B表示排气，C表示产品气)：10kmolCO2/s、90kmolN/s，温度为T1＝25℃，并且烟气压力等于标准态压力P1＝P0，那么碳捕集系统的进气态参数已调整至标准测试值下；经过碳捕集系统，系统达到稳态之后，利用仪器设备测得捕集率为90％和产品气纯度98％，温度T2为65℃，压力不变，则排气态与产品气态参数也已获悉(以上值均为提供算例的假设值)。则根据推导公式有以下计算结果：
Figure BDA0002240354880000037
Figure BDA0002240354880000038
ΔG与Wmin的计算公式在一般性的教科书均涉及，并不是本发明的重点。
根据NEST等商业物性数据库能够直接获取相关气体的物性状态参数，Δh1＝0，Δh2＝34.93kJ/kg。
通过对
Figure BDA0002240354880000041
的标准化测试进行举例说明，与带入数值计算，则该碳捕集系统的
Figure BDA0002240354880000042
尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，测试手段可以变化，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，应用于其他的碳捕集系统的测试，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (1)

1.碳捕集系统能效指标
Figure FDA0002240354870000011
的标准化测试法,其特征在于,将碳捕集系统在一个公平的，同样进气参数与环境对比态的情景下，进行的值测试，将
Figure FDA0002240354870000013
所涉及到的参数，进行划分：标况参数，进气态参数，产品气态参数，并且将气态参数在仪器设备的控制下，需调整到同一标准下：在烟气CO2体积分数为10％，烟气温度为25℃，且烟气压力为大气压，这一标准状态下进行测试碳捕集系统的能源转换效率。
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