CN116036899A - 一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统 - Google Patents
一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116036899A CN116036899A CN202310031265.7A CN202310031265A CN116036899A CN 116036899 A CN116036899 A CN 116036899A CN 202310031265 A CN202310031265 A CN 202310031265A CN 116036899 A CN116036899 A CN 116036899A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- flow path
- valve
- gas
- impurity gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 258
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 129
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 129
- 239000012535 impurity Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 183
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 89
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 16
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/10—Mixing gases with gases
- B01F23/19—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams; Arrangements, e.g. comprising controlling means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/56—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
- B01D46/62—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition connected in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/10—Mixing gases with gases
- B01F23/19—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams; Arrangements, e.g. comprising controlling means
- B01F23/191—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams; Arrangements, e.g. comprising controlling means characterised by the construction of the controlling means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/20—Measuring; Control or regulation
- B01F35/21—Measuring
- B01F35/211—Measuring of the operational parameters
- B01F35/2111—Flow rate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/20—Measuring; Control or regulation
- B01F35/22—Control or regulation
- B01F35/221—Control or regulation of operational parameters, e.g. level of material in the mixer, temperature or pressure
- B01F35/2211—Amount of delivered fluid during a period
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/71—Feed mechanisms
- B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
- B01F35/71805—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using valves, gates, orifices or openings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L5/00—Gas handling apparatus
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
- B01F2101/23—Mixing of laboratory samples e.g. in preparation of analysing or testing properties of materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ecology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明公开了一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,属于化学和材料实验技术领域,为了获得含有气体杂质种类及含量精确的超临界二氧化碳气体,所述含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统包括依次连通的配制系统(1)、缓冲系统(2)及供应系统(3),配制系统(1)含有二氧化碳气体供应流路(11)和杂质气体供应流路(12)。所述含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统可配制及供应精确的含不同气体杂质种类及含量的二氧化碳气体,且配制方法简单、结果精确可靠,为超临界二氧化碳先进核电转换系统化学边界确定及关键材料腐蚀性能评估提供理论依据。
Description
技术领域
本发明涉及化学和材料实验技术领域,具体的是一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统。
背景技术
能源是现代社会经济发展的重要保证。纵观世界电力工业的发展与电力资源的构成,核电是继火电、水电之后应用最广泛、最具发展前景、最成熟的新能源,与火电、水电共同构成当今世界电能供应的三大支柱。以超临界二氧化碳布雷顿循环为基础的先进核电转换系统,具有循环效率高、系统简单、安全性高、经济性好等优势,是核电技术创新和发展的重要方向。高温、高压的超临界二氧化碳具有一定的氧化性,能与超临界二氧化碳先进核电转换系统材料反应并在材料表面形成氧化膜,受工质化学环境、温度、压力等外因以及材料的化学成分、组织结构等内因的影响,材料表面氧化膜可能会形成空泡、出现开裂、剥落等现象,使氧化膜的完整性和致密性遭到破坏,失去对金属基体的保护作用,导致材料发生腐蚀损伤。材料腐蚀会威胁系统压力边界的完整性和可靠性,缩短系统设备的使用寿命,增加维修成本,严重时甚至引发事故,危及人员及环境的安全。因此,有必要开展超临界二氧化碳工质化学运行及材料相容性试验研究,掌握系统关键材料在含微量杂质气体的二氧化碳环境中的腐蚀性能,对系统化学运行边界确定及材料服役性能评估具有重要的指导意义。
发明内容
为了获得含有气体杂质种类及含量精确的超临界二氧化碳气体,本发明提供了一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,所述含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统可配制及供应精确的含不同气体杂质种类及含量的二氧化碳气体,且配制方法简单、结果精确可靠,为超临界二氧化碳先进核电转换系统化学边界确定及关键材料腐蚀性能评估提供理论依据。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,包括依次连通的配制系统、缓冲系统及供应系统,配制系统含有二氧化碳气体供应流路和杂质气体供应流路,二氧化碳气体供应流路上设置有二氧化碳源,杂质气体供应流路上设置有杂质气体源。
本发明的有益效果是:
1.本发明在杂质气体源可以为在二氧化碳气体中混入一氧化碳、氧气、甲烷等杂质气体中的一种或多种,以满足配制及注入不同气体杂质种类的需求。
2.本发明通过高精度第一流量控制器和第二流量控制器精确控制二氧化碳及混合气体注入量,满足配制及注入ppm级至百分级不同气体杂质含量的需求,并保证二氧化碳中杂质含量控制精确、可靠。
3.本发明可对配制的含微量气体杂质的二氧化碳进行取样分析,并可根据取样分析结果及时调整二氧化碳及杂质气体的注入量,确保含微量气体杂质的二氧化碳成分及含量满足要求。
4.本发明设置两套功能及组成相同的缓冲系统流路,当一套用于配制含微量气体杂质的二氧化碳时,另一套可用于供应含微量气体杂质的二氧化碳,保证长周期材料腐蚀试验介质供应的连续性。
5.本发明可根据缓冲容器内压力,自动切换缓冲容器工作状态。
6.本发明通过二氧化碳及混合气体的注入,控制缓冲罐工作压力为0.1MPa-6MPa,保证缓冲罐内二氧化碳在使用过程中不发生液化,确保二氧化碳中各杂质分布均匀。
7.本发明采用气体二氧化碳用增压泵注入二氧化碳,增压泵出口含微量气体杂质的二氧化碳的压力为0.1MPa-25MPa。
8.本发明通过高精度计量阀、二氧化碳用增压泵柱塞杆行程及频率调节含微量气体杂质的二氧化碳的输出流量范围在0.1kg/h-10kg/h。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明所述含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统的示意图。
附图标记说明如下:
1、配制系统;2、缓冲系统;3、供应系统;
11、二氧化碳气体供应流路;12、杂质气体供应流路;
111、二氧化碳源;112、第一过滤器;113、第一流量控制器;114、第一减压阀;115、第一电磁阀;116、第一压力传感器;117、第一背压阀;
121、杂质气体源;122、第二过滤器;123、第二流量控制器;124、第二减压阀;125、第二电磁阀;126、第二压力传感器;127、第二背压阀;
21、第一缓冲流路;22、第二缓冲流路;
211、第一缓冲容器;212、第三电磁阀;213、第四电磁阀;214、第一安全阀;215、第三压力传感器;216、第一针阀;217、第一温度传感器;
221、第二缓冲容器;222、第五电磁阀;223、第六电磁阀;224、第二安全阀;225、第四压力传感器;226、第二针阀;227、第二温度传感器;
31、混合后二氧化碳供应流路;32、驱动气流路;
311、第三过滤器;312、气体增压器;313、第一球阀;314、第三温度传感器;315、第一单向阀;316、第三安全阀;317、计量阀;318、质量流量计;319、第五压力传感器;3110、第七电磁阀;
321、空气压缩机;322、第四过滤器;323、第二球阀;324、第三减压阀;325、第四安全阀;326、第二单向阀;327、第八电磁阀。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,包括沿气流方向依次连通的配制系统1、缓冲系统2及供应系统3,配制系统1含有二氧化碳气体供应流路11和杂质气体供应流路12,二氧化碳气体供应流路11上设置有二氧化碳源111,杂质气体供应流路12上设置有杂质气体源121,如图1所示。
配制系统1的出口端与缓冲系统2的入口端连接,缓冲系统2的出口端与供应系统3的入口端连接,配制系统1的出口端为二氧化碳气体供应流路11的出口端和杂质气体供应流路12的出口端。二氧化碳气体供应流路11和杂质气体供应流路12之间为并联关系,二氧化碳源111为含有二氧化碳(气体、液体或固体)的容器,杂质气体源121含有杂质气体的容器。
在本实施例中,二氧化碳源111设置于二氧化碳气体供应流路11的入口端,二氧化碳气体供应流路11的出口端与缓冲系统2的入口端连通,沿二氧化碳气体供应流路11内的气流方向,即沿二氧化碳气体供应流路11的入口端向二氧化碳气体供应流路11的出口端的方向,二氧化碳气体供应流路11上还依次设置有第一过滤器112和第一流量控制器113。二氧化碳源111采用瓶装高纯二氧化碳,纯度99.99%以上,如图1所示。
在本实施例中,二氧化碳气体供应流路11上还设置有第一减压阀114、第一电磁阀115、第一压力传感器116和第一背压阀117,第一减压阀114位于二氧化碳源111和第一过滤器112之间,第一电磁阀115位于第一过滤器112和第一流量控制器113之间,第一背压阀117位于二氧化碳气体供应流路11的出口端和第一流量控制器113之间,第一压力传感器116位于第一流量控制器113和第一背压阀117之间。
在本实施例中,杂质气体源121设置于杂质气体供应流路12的入口端,杂质气体供应流路12的出口端与缓冲系统2的入口端连通,沿杂质气体供应流路12内的气流方向,即沿杂质气体供应流路12的入口端向杂质气体供应流路12的出口端的方向,杂质气体供应流路12上还依次设置有第二过滤器122和第二流量控制器123,杂质气体源121中的杂质气体为二氧化碳气体和杂质的混合气体,在所述混合气体中,所述二氧化碳气体的体积分数99%-50%,所述杂质的体积分数1%-50%,所述杂质为一氧化碳、氧气和甲烷等气体中的一种或多种。
在本实施例中,杂质气体供应流路12上还设置有第二减压阀124、第二电磁阀125、第二压力传感器126和第二背压阀127,第二减压阀124位于杂质气体源121和第二过滤器122之间,第二电磁阀125位于第二过滤器122和第二流量控制器123之间,第二背压阀127位于杂质气体供应流路12的出口端和第二流量控制器123之间,第二压力传感器126位于第二流量控制器123和第二背压阀127之间。
在本实施例中,缓冲系统2含有并联设置的第一缓冲流路21和第二缓冲流路22,第一缓冲流路21和第二缓冲流路22可以完全相同,第一缓冲流路21上设置有第一缓冲容器211,第二缓冲流路22上设置有第二缓冲容器221。缓冲系统2的入口端为第一缓冲流路21的入口端和第二缓冲流路22的入口端,缓冲系统2的出口端为第一缓冲流路21的出口端和第二缓冲流路22的出口端。
在本实施例中,第一缓冲流路21上还设置有第三电磁阀212和第四电磁阀213,第三电磁阀212位于第一缓冲流路21的入口端和第一缓冲容器211的入口端之间,第四电磁阀213位于第一缓冲容器211的出口端和第一缓冲流路21的出口端之间,如图1所示。
在本实施例中,第二缓冲流路22上还设置有第五电磁阀222和第六电磁阀223,第五电磁阀222位于第二缓冲流路22的入口端和第二缓冲容器221的入口端之间,第六电磁阀223位于第二缓冲容器221的出口端和第二缓冲流路22的出口端之间,如图1所示。
在本实施例中,第一缓冲容器211连接有第一安全阀214、第三压力传感器215、第一针阀216和第一温度传感器217;第二缓冲容器221连接有第二安全阀224、第四压力传感器225、第二针阀226和第二温度传感器227。
在本实施例中,供应系统3含有含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路31,沿含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路31内的气流方向,即含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路31的入口端向含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路31的出口端的方向,含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路31上依次设置有第三过滤器311和气体增压器312,供应系统3的入口端为含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路31的入口端。
在本实施例中,含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路31上还设置有第一球阀313,第一球阀313位于第三过滤器311和气体增压器312之间,含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路31上还依次设置有第三温度传感器314、第一单向阀315、第三安全阀316、计量阀317、质量流量计318、第五压力传感器319和第七电磁阀3110,第三温度传感器314位于气体增压器312和第一单向阀315之间,如图1所示。
气体增压器312为用于二氧化碳压缩的增压泵,气体增压器312的构造与气缸的构造相似,气体增压器312含有缸筒、活塞和活塞杆,缸筒内含有无杆腔和有杆腔,混合后的混合后二氧化碳气体进入无杆腔,驱动机构可以驱动活塞和活塞杆压缩无杆腔的体积,从而给无杆腔内的混合后二氧化碳气体增压。
在本实施例中,供应系统3还含有驱动气流路32,驱动气流路32的出口端与气体增压器312(的上述有杆腔连通)连接,沿驱动气流路32内的气流方向,即驱动气流路32的入口端向驱动气流路32的出口端的方向,驱动气流路32上依次设置有空气压缩机321、第四过滤器322、第二球阀323、第三减压阀324、第四安全阀325、第二单向阀326和第八电磁阀327。
在二氧化碳源111和第一过滤器112之间设置有第一减压阀114,用于调节高纯二氧化碳压力。第一流量控制器113用于精确控制及测量高纯二氧化碳流量,流量控制及测量范围0.2kg/h-10kg/h,控制及测量精度±0.5%。在第一流量控制器113和缓冲系统2之间依次设置有第一压力传感器116和第一背压阀117,第一压力传感器116用于测量高纯二氧化碳压力,第一背压阀117用于控制第一流量控制器113出口压力稳定,保证第一流量控制器113控制精度。
配制系统1可向缓冲系统第一缓冲容器211或第二缓冲容器221中以一定流量供应混合气体。杂质气体源121采用瓶装混合气体,在杂质气体源121和第二过滤器122之间设置有第二减压阀124,用于调节混合气体压力。第二流量控制器123用于精确控制及测量混合气体流量,流量控制及测量范围0.12g/h-6g/h,控制及测量精度±0.5%。在第二流量控制器123和缓冲系统2之间依次设置有第二压力传感器126和第二背压阀127,第二压力传感器126用于测量混合气体压力,第二背压阀127用于控制第二流量控制器123出口压力稳定,保证第二流量控制器123控制精度,如图1所示。
第一缓冲容器211上装有第三压力传感器215、第一温度传感器217,实时监测第一缓冲容器211内温度及压力,并根据第三压力传感器215的实时压力监测情况向第三电磁阀212和第四电磁阀213提供开启/闭合信号。第一缓冲容器211上设有第一针阀216,可取样分析第一缓冲容器211内试验介质组分及含量。
第二缓冲容器221上装有第四压力传感器225、第二温度传感器227,实时监测第二缓冲容器221内温度及压力,并根据第四压力传感器225的实时压力监测情况向第五电磁阀222和第六电磁阀223提供开启/闭合信号。第二缓冲容器221上设有第二针阀226,可取样分析第二缓冲容器221内试验介质组分及含量。
气体增压器312可以将第一缓冲容器211或第二缓冲容器221中输出气体进行增压后再输出,最大出口压力25MPa、最大出口流量10kg/h。空气压缩机321提供一定流量和压力的压缩空气,用于驱动气体增压器312。
气体增压器312出口设置依次连通的第三温度传感器314、第一单向阀315、第三安全阀316、计量阀317、质量流量计318、第五压力传感器319和第七电磁阀3110。第三温度传感器314用于测量输出的含微量杂质气体的二氧化碳的温度,温度测量范围为-20℃-100℃、测量精度0.5%FS。质量流量计318用于测量输出的含微量杂质气体的二氧化碳的流量,流量测量范围0.02kg/h-1kg/h、测量精度0.2%FS。第五压力传感器319用于测量输出的含微量杂质气体的二氧化碳的压力,压力测量范围0.01MPa-40MPa、测量精度0.5% FS。计量阀317用于调节输出的含微量杂质气体的二氧化碳的流量。
下面介绍所述含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统的工作过程,包括以下步骤:
步骤1、系统通电。
步骤2、第一缓冲容器211注气运行。打开第一电磁阀115、第三电磁阀212,设定第一流量控制器113流量为一定值,调节第一减压阀114和第一背压阀117至第一流量控制器113前后端压差稳定,向第一缓冲容器211中注入高纯二氧化碳。当第一缓冲容器211中高纯二氧化碳注入量达到一定值时停止注入高纯二氧化碳,关闭第一电磁阀115。打开第二电磁阀125,设定第二流量控制器123流量为一定值,调节第二减压阀124和第二背压阀127至第二流量控制器123前后端压差稳定,向第一缓冲容器211中注入混合气体。当第一缓冲容器211中混合气体注入量达到一定值时停止注入混合气体,关闭第二电磁阀125。打开第一针阀216,取样分析第一缓冲容器211中各气体组分及含量。若第一缓冲容器211中各气体组分及含量不满足试验要求,重复上述步骤注入高纯二氧化碳或混合气体,直至第一缓冲容器211中各气体组分及含量满足试验要求,关闭第三电磁阀212。
步骤3、第一缓冲容器211供气运行。打开第四电磁阀213、第七电磁阀3110、第八电磁阀327和第一球阀313、第二球阀323,启动空气压缩机321,调节第三减压阀324和计量阀317,输出流量、压力满足要求的含微量气体杂质的二氧化碳。
步骤4、第二缓冲容器221注气运行。打开第一电磁阀115、第五电磁阀222,设定第一流量控制器113流量为一定值,调节第一减压阀114和第一背压阀117至第一流量控制器113前后端压差稳定,向第二缓冲容器221中注入高纯二氧化碳。当第二缓冲容器221中高纯二氧化碳注入量达到一定值时停止注入高纯二氧化碳,关闭第一电磁阀115。打开第二电磁阀125,设定第二流量控制器123流量为一定值,调节第二减压阀124和第二背压阀127至第二流量控制器123前后端压差稳定,向第二缓冲容器221中注入混合气体。当第二缓冲容器221中混合气体注入量达到一定值时停止注入混合气体,关闭第二电磁阀125。打开第二针阀226,取样分析第二缓冲容器221中各气体组分及含量。若第二缓冲容器221中各气体组分及含量不满足试验要求,重复上述步骤注入高纯二氧化碳或混合气体,直至第二缓冲容器221中各气体组分及含量满足试验要求,关闭第五电磁阀222,如图1所示。
步骤5、第一缓冲容器211注气运行、第二缓冲容器221供气运行。当第三压力传感器215压力降至0.5MPa以下时,打开第六电磁阀223,关闭第四电磁阀213,由第二缓冲容器221进行供气。第一缓冲容器211参照步骤2进行注气运行。
步骤6、第二缓冲容器221注气运行、第二缓冲容器7供气运行。当第四压力传感器225压力降至0.5MPa以下时,打开第四电磁阀213,关闭第六电磁阀223,由第一缓冲容器211进行供气。第二缓冲容器221参照步骤4进行注气运行。
步骤7、第一缓冲容器211和第二缓冲容器221依次按照步骤5和步骤6交替进行注气、供气运行。
步骤8、停止运行。关闭空气压缩机321,关闭第一电磁阀115、第二电磁阀125,关闭第一减压阀114、第二减压阀124,打开第一背压阀117、第二背压阀127,关闭第三电磁阀212、第四电磁阀213、第五电磁阀222、第六电磁阀223、第七电磁阀3110、第八电磁阀327,关闭第一球阀313、计量阀317,关闭第二球阀323、第三减压阀324。系统断电。
通过上述工作过程,能够准确配制出含不同气体组分及含量杂质的二氧化碳气体,所述二氧化碳气体中杂质气体的组分和含量可以为所需且精确。杂质气体包括一氧化碳、氧气、甲烷等气体中的一种或多种,杂质下限可达1ppm级。所述含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统能够长时间连续供应压力、流量稳定的含微量杂质气体的二氧化碳气体。制备出的含微量杂质气体的二氧化碳气体可以用于材料在含微量杂质气体的二氧化碳环境中的腐蚀性能研究,对系统化学运行边界确定及材料服役性能评估具有重要的指导意义。
以上所述,仅为本发明的具体实施例,不能以其限定发明实施的范围,所以其等同组件的置换,或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰,都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外,本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案、实施例与实施例之间均可以自由组合使用。
Claims (12)
1.一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,所述含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统包括依次连通的配制系统(1)、缓冲系统(2)及供应系统(3),配制系统(1)含有二氧化碳气体供应流路(11)和杂质气体供应流路(12),二氧化碳气体供应流路(11)上设置有二氧化碳源(111),杂质气体供应流路(12)上设置有杂质气体源(121)。
2.根据权利要求1所述的含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,二氧化碳源(111)设置于二氧化碳气体供应流路(11)的入口端,二氧化碳气体供应流路(11)的出口端与缓冲系统(2)的入口端连通,沿二氧化碳气体供应流路(11)内的气流方向,二氧化碳气体供应流路(11)上还依次设置有第一过滤器(112)和第一流量控制器(113)。
3.根据权利要求2所述的含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,二氧化碳气体供应流路(11)上还设置有第一减压阀(114)、第一电磁阀(115)、第一压力传感器(116)和第一背压阀(117),第一减压阀(114)位于二氧化碳源(111)和第一过滤器(112)之间,第一电磁阀(115)位于第一过滤器(112)和第一流量控制器(113)之间,第一背压阀(117)位于二氧化碳气体供应流路(11)的出口端和第一流量控制器(113)之间,第一压力传感器(116)位于第一流量控制器(113)和第一背压阀(117)之间。
4.根据权利要求1所述的含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,杂质气体源(121)设置于杂质气体供应流路(12)的入口端,杂质气体供应流路(12)的出口端与缓冲系统(2)的入口端连通,沿杂质气体供应流路(12)内的气流方向,杂质气体供应流路(12)上还依次设置有第二过滤器(122)和第二流量控制器(123),杂质气体源(121)中的气体为二氧化碳气体和杂质气体的混合气体,在所述混合气体中,所述二氧化碳气体的体积分数99%-50%,所述杂质的体积分数1%-50%,所述杂质为一氧化碳、氧气和甲烷中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,杂质气体供应流路(12)上还设置有第二减压阀(124)、第二电磁阀(125)、第二压力传感器(126)和第二背压阀(127),第二减压阀(124)位于杂质气体源(121)和第二过滤器(122)之间,第二电磁阀(125)位于第二过滤器(122)和第二流量控制器(123)之间,第二背压阀(127)位于杂质气体供应流路(12)的出口端和第二流量控制器(123)之间,第二压力传感器(126)位于第二流量控制器(123)和第二背压阀(127)之间。
6.根据权利要求1所述的含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,缓冲系统(2)含有并联设置的第一缓冲流路(21)和第二缓冲流路(22),第一缓冲流路(21)上设置有第一缓冲容器(211),第二缓冲流路(22)上设置有第二缓冲容器(221)。
7.根据权利要求6所述的含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,第一缓冲流路(21)上还设置有第三电磁阀(212)和第四电磁阀(213),第三电磁阀(212)位于第一缓冲流路(21)的入口端和第一缓冲容器(211)的入口端之间,第四电磁阀(213)位于第一缓冲容器(211)的出口端和第一缓冲流路(21)的出口端之间。
8.根据权利要求6所述的含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,第二缓冲流路(22)上还设置有第五电磁阀(222)和第六电磁阀(223),第五电磁阀(222)位于第二缓冲流路(22)的入口端和第二缓冲容器(221)的入口端之间,第六电磁阀(223)位于第二缓冲容器(221)的出口端和第二缓冲流路(22)的出口端之间。
9.根据权利要求6所述的含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,第一缓冲容器(211)连接有第一安全阀(214)、第三压力传感器(215)、第一针阀(216)和第一温度传感器(217);第二缓冲容器(221)连接有第二安全阀(224)、第四压力传感器(225)、第二针阀(226)和第二温度传感器(227)。
10.根据权利要求1所述的含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,供应系统(3)含有含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路(31),沿含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路(31)内的气流方向,含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路(31)上依次设置有第三过滤器(311)和气体增压器(312)。
11.根据权利要求10所述的含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路(31)上还设置有第一球阀(313),第一球阀(313)位于第三过滤器(311)和气体增压器(312)之间,含微量杂质气体的混合后二氧化碳供应流路(31)上还依次设置有第三温度传感器(314)、第一单向阀(315)、第三安全阀(316)、计量阀(317)、质量流量计(318)、第五压力传感器(319)和第七电磁阀(3110),第三温度传感器(314)位于气体增压器(312)和第一单向阀(315)之间。
12.根据权利要求10所述的含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统,其特征在于,供应系统(3)还含有驱动气流路(32),驱动气流路(32)的出口端与气体增压器(312)连接,沿驱动气流路(32)内的气流方向,驱动气流路(32)上依次设置有空气压缩机(321)、第四过滤器(322)、第二球阀(323)、第三减压阀(324)、第四安全阀(325)、第二单向阀(326)和第八电磁阀(327)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310031265.7A CN116036899A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310031265.7A CN116036899A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116036899A true CN116036899A (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=86123348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310031265.7A Pending CN116036899A (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116036899A (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2555922Y (zh) * | 2002-05-22 | 2003-06-18 | 重庆市机电设计研究院 | 高精度混配气及供气装置 |
CN110314565A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-10-11 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 多功能c4f7n/co2混合气体配气系统、配气方法 |
CN110382103A (zh) * | 2017-05-11 | 2019-10-25 | 株式会社堀场Stec | 液体材料汽化供给装置和控制程序 |
CN217312802U (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-30 | 四川科伦药业股份有限公司 | 一种二氧化碳气体混合调节结构、系统及设备 |
CN116422216A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-07-14 | 中国核动力研究设计院 | 一种含微量水的二氧化碳配制及供应试验系统 |
-
2023
- 2023-01-10 CN CN202310031265.7A patent/CN116036899A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2555922Y (zh) * | 2002-05-22 | 2003-06-18 | 重庆市机电设计研究院 | 高精度混配气及供气装置 |
CN110382103A (zh) * | 2017-05-11 | 2019-10-25 | 株式会社堀场Stec | 液体材料汽化供给装置和控制程序 |
CN110314565A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-10-11 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 多功能c4f7n/co2混合气体配气系统、配气方法 |
US20210237005A1 (en) * | 2019-08-07 | 2021-08-05 | State Grid Anhui Electric Power Research Institute | Multifunctional c4f7n/co2 mixed gas preparation system and preparation method |
CN217312802U (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-30 | 四川科伦药业股份有限公司 | 一种二氧化碳气体混合调节结构、系统及设备 |
CN116422216A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-07-14 | 中国核动力研究设计院 | 一种含微量水的二氧化碳配制及供应试验系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
全国勘察设计注册工程师公用设备专业管理委员会秘书处: "全国勘察设计注册公用设备工程师动力专业执业资格考试教材", vol. 4, 31 May 2019, 机械工业出版社, pages: 725 - 726 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN204429223U (zh) | 高精度标准气体配气装置 | |
CN112728410A (zh) | 一种对天然气掺氢比例精确控制的方法与设备 | |
CN116422216A (zh) | 一种含微量水的二氧化碳配制及供应试验系统 | |
CN109708896B (zh) | 姿控动力系统定量加注装置及加注方法 | |
CN102425726B (zh) | 防爆试验综合配气装置及配气方法 | |
CN111729612A (zh) | 高温高压釜中间气体浓度调配活塞压力装置及配气方法 | |
CN101900655B (zh) | 一种400MPa气瓶用爆破片疲劳试验机 | |
CN201373817Y (zh) | 油气恒压密闭取进样装置 | |
KR20230002516A (ko) | 강제 재순환 혼합기 | |
CN116036899A (zh) | 一种含微量杂质气体的二氧化碳配制及供应试验系统 | |
CN201035412Y (zh) | 一种高压气体流量控制实验装置 | |
CN110658107A (zh) | 一种泡沫粘度测量装置及方法 | |
CN201663342U (zh) | 一种用于横流co2激光设备的充排装置 | |
CN108918131B (zh) | 一种苛刻工况阀门的试验装置 | |
CN115324883B (zh) | 一种液驱活塞压缩机测试系统及方法 | |
CN202866801U (zh) | 一种岩心驱替物模实验用气液比调控装置 | |
CN206987985U (zh) | 适用于光学发动机平台的高压供油系统 | |
CN107035583A (zh) | 适用于光学发动机平台的高压供油系统及喷油量测量方法 | |
CN111693681A (zh) | 一种预应力竖向孔道灌浆压力泌水试验装置及试验方法 | |
CN110159616A (zh) | 一种冶金液压缸性能测试系统及其测试方法 | |
CN203641891U (zh) | 自动加臭装置 | |
CN215890414U (zh) | 一种压缩天然气加气站压缩机组出厂测试平台 | |
CN213688279U (zh) | 燃料电池双极板测厚装置 | |
CN110243672B (zh) | 一种co2增压计量系统及使用方法 | |
CN203490133U (zh) | 压力管件爆破试验机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |