[发明专利]一种纳米流体碳捕集能力评估与预测方法

权利要求书

1.一种纳米流体碳捕集能力评估与预测方法，其特征在于：采用纳米流体碳捕集系统进行纳米流体碳捕集能力评估与预测；

所述纳米流体碳捕集系统包括气体供应系统、纳米流体供应系统、碳捕集解吸系统和碳解吸测试系统；

所述气体供应系统包括气体混合室(2)、质量流量控制器(3)和干燥室Ⅰ(14)；所述气体混合室(2)具有注气口(1)；所述气体混合室(2)通过管道连接气体质量流量控制器(3)的进气口；所述气体质量流量控制器(3)的排气口通过管道连接干燥室Ⅰ(14)；

所述碳捕集解吸系统包括可变体积装置(4)、支架、气缸、带孔气管(8)和遮蔽套筒(9)；所述可变体积装置(4)内部具有反应腔(7)；所述反应腔(7)容积可调节；所述反应腔(7)的顶部具有排气口、底部具有进液口和液体排出口；所述支架、带孔气管(8)和遮蔽套筒(9)布置在反应腔(7)中；所述支架包括第一立柱、第二立柱和导杆；所述带孔气管(8)的一端连接在第一立柱侧壁上；所述导杆悬挑在第二立柱的侧壁上；所述导杆的悬挑端插入带孔气管(8)中；所述导杆上套接有滑动轴套；所述遮蔽套筒(9)整体为一端敞口一端封闭的筒体结构；所述遮蔽套筒(9)的封闭端连接滑动轴套的外圈；气缸的升缩杆固定连接在滑动轴套上；气缸带动滑动轴套在导杆上移动，继而使得带孔气管(8)插入或抽出遮蔽套筒(9)的内腔中；所述带孔气管(8)插入遮蔽套筒(9)的内腔中时，侧壁的气孔逐个被封闭；所述带孔气管(8)抽出遮蔽套筒(9)的内腔中时，侧壁的气孔逐个被开放；所述带孔气管(8)靠近第一立柱的一端具有进气口，该进气口通过软管连接反应腔(7)的进气口；所述反应腔(7)的进气口通过管道与气体供应系统的干燥室Ⅰ(14)的排气口连接；

所述纳米流体供应系统包括液泵(5)和纳米流体添加口(6)；所述液泵(5)的进出口分别通过管道连接可变体积装置(4)壳体的底部的进液口和液体排出口，使得纳米流体在反应腔(7)内循环流动；所述液泵(5)的进口处设置有作为纳米流体添加口(6)的支管；

所述碳解吸测试系统包括储气瓶(11)、干燥室Ⅱ(140)和气体分析仪(12)；所述反应腔(7)的排气口通过管道将未被捕集及解吸的气体送入储气瓶(11)储存；所述反应腔(7)与储气瓶(11)连通的管路上设置有干燥室Ⅱ(140)；所述储气瓶(11)的排气口(13)连接气体分析仪(12)；所述气体分析仪(12)对气体浓度进行测定；

测试方法包括以下步骤：

1)向反应腔(7)内部充入纳米流体；反应腔(7)内的纳米流体浸没内带孔气管(8)和遮蔽套筒(9)；反应腔(7)内的纳米流体上方留有一定空气；

2)设定气体质量流量控制器(3)的流量，通过注气口(1)，向反应腔(7)内注入被测气体；被测气体进入带孔气管(8)，并从小孔逸出，在上浮过程中被纳米流体部分吸收；被测气体含有二氧化碳、硫化氢或二氧化硫；

3)纳米流体上方溢出的剩余气体经干燥室Ⅱ(140)干燥后进入气体分析仪(12)，实时测量并记录尾气的气体浓度；

4)计算纳米流体吸收气体的体积，计算方法如式(1.1)所示：

式中，V₁为吸收的气体体积，C为注入气体中的被吸收成分的浓度，C_t为t时刻气体分析仪测定的被吸收气体的浓度，Δt为气体分析仪的测量间隔，为减小误差可取0.5秒至1秒。Q为质量流量控制器设定的气体流量；

计算气体的总体积，计算方法如式(1.2)所示：

V₂＝Q×C×T(1.2)

式中，V₂为气体的总体积，Q为质量流量控制器设定的气体流量，C为注入气体中的被吸收成分的浓度，T为测试总时长；

计算气体的捕集率，计算方法如式(1.3)所示：

计算解吸后气体的体积，计算方法如式(1.4)所示：

式中，V₃为解吸后的气体体积，C_t为t时刻气体分析仪测定的解吸气体的浓度，Δt为气体分析仪的测量间隔，Q为质量流量控制器设定的气体流量；

计算碳捕集的利用率，计算方法如式(1.5)所示：

5)通过调整带孔气管(8)开放气孔的个数、液泵(5)控制的纳米流体流速、反应腔(7)的体积或注入的被测气体参数，重复上述实验步骤，进行多次实验。