CN206656935U - 一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其包括实验管路系统，实验管路系统外部设置有控温系统，在实验管路系统上还设置有在线加剂系统和数据采集系统；且吹扫/真空系统连接至实验管路系统，吹扫/真空系统输出端连接实验气体回收系统；实验管路系统包括气瓶，气瓶出口端经第一辅助管线与缓冲罐顶部连接，缓冲罐底部经第一辅助管线与反应釜底部连接，搅拌桨设置在反应釜内；在反应釜的釜盖上设置有电动计量泵安装预留口、激光粒度仪安装预留口和吹扫/真空系统安装口，且釜盖上还设置有温度传感器和压力传感器；激光粒度仪通过激光粒度仪安装预留口安装在釜盖上。本实用新型结构合理、适用范围广、测量准确。

Description

一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种气体吸收测量装置，特别是关于一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置。

背景技术

以CO₂为例，近年来，温室气体排放引起全球气候变暖问题日益凸显，其中CO₂的作用约占77％，因此，发展CO₂捕集与封存利用技术(CCUS)是现阶段较可行的一种方法，作为CCUS技术的第一环，优选高效低能的CO₂吸收剂显得尤为重要，经过大量调查发现，很多气体吸收设备只是简单的测量气体吸收量，并没有与吸收剂性质相关联。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，该装置操作简单，测量准确，能对气体吸收剂的吸收量进行测试，从而探究不同吸收剂在不同温压条件下对不同气体吸收量的影响。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其特征在于：该装置包括实验管路系统、控温系统、在线加剂系统、数据采集系统、吹扫/真空系统和实验气体回收系统；所述实验管路系统外部设置有所述控温系统，在所述实验管路系统上还设置有所述在线加剂系统和数据采集系统；且所述吹扫/真空系统连接至所述实验管路系统，所述吹扫/真空系统输出端连接所述实验气体回收系统；所述实验管路系统包括气瓶、缓冲罐、反应釜、搅拌桨、激光粒度仪和第一辅助管线；所述气瓶出口端经所述第一辅助管线与所述缓冲罐顶部连接，所述缓冲罐底部经所述第一辅助管线与所述反应釜底部连接，所述搅拌桨设置在所述反应釜内；在所述反应釜的釜盖上设置有电动计量泵安装预留口、激光粒度仪安装预留口和吹扫/真空系统安装口，且所述釜盖上还设置有温度传感器和压力传感器；所述激光粒度仪通过所述激光粒度仪安装预留口安装在所述釜盖上。

所述反应釜的釜盖上还设置有用于驱动所述搅拌桨工作的马达，位于所述反应釜底部还设置有排液口。

所述第一辅助管线包括连接管线、三通阀和阀门；位于所述气瓶与所述缓冲罐之间的连接管线上设置有所述三通阀，位于所述缓冲罐与所述反应釜之间的连接管线上设置有所述阀门。

所述激光粒度仪采用瑞士Mettler Toledo公司所生产的D600L型FBRM。

所述控温系统由设置在所述反应釜外围的循环恒温水浴构成。

所述在线加剂系统采用电动计量泵，所述电动计量泵通过连接管线与所述实验管路系统中电动计量泵安装预留口连接。

所述数据采集系统包括设置在所述反应釜釜盖上的温度传感器和压力传感器，还包括温度数据显示表和压力数据显示表。

所述吹扫/真空系统包括真空泵、过滤网和第二辅助管线；所述真空泵经所述第二辅助管线与所述实验管路系统中反应釜上的吹扫/真空系统安装口连接，位于所述第二辅助管线上靠近所述真空泵侧设置有所述过滤网；所述真空泵上还设置有排气口，所述排气口通过所述第二辅助管线与所述实验气体回收系统连接。

所述第二辅助管线包括连接管线和阀门，位于所述过滤网与所述吹扫/真空系统安装口之间的连接管线上设置有所述阀门。

所述实验气体回收系统包括电动计量泵、连接管线和集气袋；所述电动计量泵通过所述连接管线与所述实验管路系统中电动计量泵安装预留口连接，且所述集气袋通过所述连接管线连接至所述吹扫/真空系统中真空泵的排气口。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型能实现对吸收剂气体吸收量的实验测量，包括压力控制、釜内温度动态调节、粒径检测、井口加剂以及真空再生等。其中实验装置充分考虑了不同因素对吸收的影响，可探究不同吸收条件对吸收情况的影响，可模拟现场的吸收环境。2、本实用新型作为测量CO₂吸收剂吸收量的实验装置，操作简单，设计精巧、实验设备先进、测量准确。同时它不仅可以作为测量CO₂吸收量的实验装置，也可以适用与其他待吸收气体，如H₂S、CO等，具有使用范围广的特点。3、本实用新型采用在反应釜外围设置循环恒温水浴进行控温，并且采用的温控仪功能强大，技术先进，并且占用体积小、省水、能耗低，控温精度达到了0.05℃，吸收剂稳定性、均匀性良好。4、本实用新型采用了最为先进的激光粒度仪，有利于研究人员深入乳状液分散相液滴分布特征，将乳状液性质与吸收量相结合，可以实时、在线、定量的测定液滴/颗粒的粒径和形状，瞬间监测形状迁徙、聚集、破碎等现象，为油水乳状液微观研究提供支持。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型提供一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其包括实验管路系统、控温系统、在线加剂系统、数据采集系统、吹扫/真空系统和实验气体回收系统。实验管路系统外部设置有控温系统，在实验管路系统上设置有在线加剂系统和数据采集系统；且吹扫/真空系统连接至实验管路系统，吹扫/真空系统输出端连接实验气体回收系统。

在一个优选地实施例中，实验管路系统包括气瓶1、缓冲罐2、反应釜3、搅拌桨4、激光粒度仪和第一辅助管线。气瓶1出口端经第一辅助管线与缓冲罐2顶部连接，缓冲罐2底部经第一辅助管线与反应釜3底部连接，搅拌桨4设置在反应釜3内，保证气相与液相的充分混合接触，可测量吸收剂的最大吸收能力；当气体由气瓶1释放出来时，会产生气流的不稳定性，因此将气体释放到缓冲罐2中可保证释放到反应釜3中气体的温度和压力稳定性。在反应釜3的釜盖上设置有电动计量泵安装预留口、激光粒度仪安装预留口和吹扫/真空系统安装口，且釜盖上还设置有温度传感器和压力传感器，可以实时监控压力变化并计算气体吸收量，传感器精度达0.001Mpa，保证压力测量的准确及敏感性。激光粒度仪通过激光粒度仪安装预留口安装在反应釜3的釜盖上，当吸收剂为乳状液时通过激光粒度仪可以较为准确的测量出乳状液颗粒粒径在整个吸收过程中的分布情况，从而可将吸收剂粒径分布与气体吸收量相关联，从而保证整体实验过程的科学性。

其中，缓冲罐2承压范围0～10MPa，容积为2L，采用316不锈钢材料制成。反应釜3的承压范围为0～5Mpa，容积为1L，采用316不锈钢耐腐蚀材料制成，温度范围为-20℃～300℃。

上述实施例中，位于反应釜3的釜盖上还设置有马达5，用于驱动反应釜3内搅拌桨4工作，马达5转速优选为200r/min。位于反应釜3底部还设置有排液口6，且排液口6处设置有连接管线。

上述各实施例中，第一辅助管线包括连接管线、三通阀和阀门。位于气瓶1与缓冲罐2之间的连接管线上设置有三通阀，便于两个气瓶1连接至缓冲罐2；位于缓冲罐2与反应釜3之间的连接管线上、以及排液口6处的连接管线上都设置有阀门。

上述各实施例中，激光粒度仪采用瑞士Mettler Toledo公司所生产的D600L型FBRM，其对颗粒直径的测量范围为0.5～1000μm。

在一个优选地实施例中，控温系统由设置在反应釜3外围的循环恒温水浴7构成，循环恒温水浴7的循环管路部分设置在反应釜3内，实现反应釜3内吸收剂及气体进行实时控温，保证整个吸收过程温度的恒定。

在一个优选地实施例中，在线加剂系统采用电动计量泵，电动计量泵通过连接管线与实验管路系统中电动计量泵安装预留口连接。通过采用高精度的电动计量泵，可以精确的向反应釜3上设定一个加剂点注入预定剂量的吸收剂。

在一个优选地实施例中，数据采集系统包括设置在反应釜3釜盖上的温度传感器和压力传感器，还包括温度数据显示表8和压力数据显示表9。

在一个优选地实施例中，吹扫/真空系统包括真空泵10、过滤网11和第二辅助管线。真空泵10经第二辅助管线与实验管路系统中反应釜3上的吹扫/真空系统安装口连接，位于第二辅助管线上靠近真空泵10侧设置有过滤网11。真空泵10上还设置有排气口12，排气口12通过第二辅助管线与实验气体回收系统连接。通过真空泵10可以保证实验前真空吹扫和吸收剂再生环节的实现，实验前用实验气体配合真空泵10吹扫整个实验环路，保证无杂质气体干扰。再生时降低反应釜3内的压力，同时提高循环水浴的温度，保证吸收剂再生质量。

其中，真空泵10的真空度为-90kPa，排量为56L/min，噪音为56dB，电源采用220V.60Hz。

上述实施例中，第二辅助管线包括连接管线和阀门，位于过滤网11与吹扫/真空系统安装口之间的连接管线上设置有阀门。

在一个优选地实施例中，实验气体回收系统包括电动计量泵、连接管线和集气袋。电动计量泵通过连接管线与实验管路系统中电动计量泵安装预留口连接，且集气袋通过连接管线连接至吹扫/真空系统中真空泵10的排气口12。实验结束后，可以利用电动计量泵向反应釜3内注水的方法将大部分的实验气体进行回收，从而大大降低了实验成本和有害气体的排放。

综上所述，本实用新型在使用时，吸收剂气体吸收量测量实验过程如下：

1)检查试验设备是否处于正常运作状态，包括：反应釜3搅拌桨4是否运转正常、真空泵10是否运转正常、温度和压力数据显示表9是否稳定、压力传感器和温度传感器采集是否正常、各种阀门是否正常开关、水浴水位是否正常及运转是否正常，激光粒度仪是否处于工作状态。

2)气体吹扫：将气瓶1阀门打开，利用真空泵10对缓冲罐2及反应釜3内进行气体吹扫，保证吸收环路内无杂质气体为止，此时釜内为负压状态。

3)进行实验温控：选定实验条件，利用循环恒温水浴7的温控对整个反应釜3进行控温，使实验介质的温度恒定到实验值。

4)添加吸收剂：将实验所需吸收剂按照预定体积准备好，从电动计量泵安装预留口处用在线加剂系统的电动计量泵加入到反应釜3中。

5)通入气相实验介质：将缓冲罐2内的气体平稳通入反应釜3内，将系统压力升至既定的实验压力。

6)记录压力变化：此时开始记录各个时刻压力的变化，直到压力稳定不变为止。

7)解吸流程：用循环恒温水浴7升高反应釜3内实验温度到解吸温度，同时打开真空泵10，保持一定时间直到解吸完成为止。重复步骤5)以后流程完成解吸后的吸收剂吸收量测量。

8)实验其他回收：完成一组实验后，将吸收剂从反应釜3底部排液口6排出；关闭排液口6、缓冲罐2至反应釜3阀门和气瓶1阀门，利用实验气体回收系统中的电动计量泵向反应釜3中注水将反应釜3中的实验气体压入到集气袋中，然后打开缓冲罐2至反应釜3阀门，排液口6排出液体，缓冲罐2内剩余气体充入反应釜3中，再次利用实验气体回收系统中的电动计量泵注水将气体压入集气袋中，重复多次，直到实验环路中的气体无法进一步回收为止。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其特征在于：该装置包括实验管路系统、控温系统、在线加剂系统、数据采集系统、吹扫/真空系统和实验气体回收系统；所述实验管路系统外部设置有所述控温系统，在所述实验管路系统上还设置有所述在线加剂系统和数据采集系统；且所述吹扫/真空系统连接至所述实验管路系统，所述吹扫/真空系统输出端连接所述实验气体回收系统；

所述实验管路系统包括气瓶、缓冲罐、反应釜、搅拌桨、激光粒度仪和第一辅助管线；所述气瓶出口端经所述第一辅助管线与所述缓冲罐顶部连接，所述缓冲罐底部经所述第一辅助管线与所述反应釜底部连接，所述搅拌桨设置在所述反应釜内；在所述反应釜的釜盖上设置有电动计量泵安装预留口、激光粒度仪安装预留口和吹扫/真空系统安装口，且所述釜盖上还设置有温度传感器和压力传感器；所述激光粒度仪通过所述激光粒度仪安装预留口安装在所述釜盖上。

2.如权利要求1所述的一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其特征在于：所述反应釜的釜盖上还设置有用于驱动所述搅拌桨工作的马达，位于所述反应釜底部还设置有排液口。

3.如权利要求1所述的一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其特征在于：所述第一辅助管线包括连接管线、三通阀和阀门；位于所述气瓶与所述缓冲罐之间的连接管线上设置有所述三通阀，位于所述缓冲罐与所述反应釜之间的连接管线上设置有所述阀门。

4.如权利要求1所述的一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其特征在于：所述激光粒度仪采用瑞士Mettler Toledo公司所生产的D600L型FBRM。

5.如权利要求1所述的一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其特征在于：所述控温系统由设置在所述反应釜外围的循环恒温水浴构成。

6.如权利要求1所述的一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其特征在于：所述在线加剂系统采用电动计量泵，所述电动计量泵通过连接管线与所述实验管路系统中电动计量泵安装预留口连接。

7.如权利要求1所述的一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其特征在于：所述数据采集系统包括设置在所述反应釜釜盖上的温度传感器和压力传感器，还包括温度数据显示表和压力数据显示表。

8.如权利要求1所述的一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其特征在于：所述吹扫/真空系统包括真空泵、过滤网和第二辅助管线；所述真空泵经所述第二辅助管线与所述实验管路系统中反应釜上的吹扫/真空系统安装口连接，位于所述第二辅助管线上靠近所述真空泵侧设置有所述过滤网；所述真空泵上还设置有排气口，所述排气口通过所述第二辅助管线与所述实验气体回收系统连接。

9.如权利要求8所述的一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其特征在于：所述第二辅助管线包括连接管线和阀门，位于所述过滤网与所述吹扫/真空系统安装口之间的连接管线上设置有所述阀门。

10.如权利要求8所述的一种乳状液类吸收剂气体吸收量测量装置，其特征在于：所述实验气体回收系统包括电动计量泵、连接管线和集气袋；所述电动计量泵通过所述连接管线与所述实验管路系统中电动计量泵安装预留口连接，且所述集气袋通过所述连接管线连接至所述吹扫/真空系统中真空泵的排气口。