[发明专利]用于检测二氧化碳分离膜设备异常的系统

摘要

本发明涉及一种二氧化碳(CO2)分离膜设备异常检测系统，包括：入口单元，包含CO2的气体通过其进入包括CO2分离膜组件的设备；分离膜组件，包括一注入口，将包含CO2的气体供应至每个CO2分离膜组件并使所供应的气体渗透通过CO2分离膜，并分别将已经渗透通过分离膜的具有相对高CO2浓度的气体排出至第一排出口，和将没有渗透通过分离膜的具有相对低CO2浓度的气体排出至第二排出口；渗透单元，用于排出具有相对高CO2浓度的气体，将其从分离膜组件排出至设备外部；残渣单元，用于排出具有相对低CO2浓度的气体，将其从分离膜组件排出至设备外部；测量器，用于测量包括入口单元、渗透单元和残渣单元中的流速、CO2浓度以及压力的信息；以及控制器，通过由测量器收集的信息确定异常的存在性，其中所述控制器确定设备是否处于异常情况。

主权项

1.一种用于检测二氧化碳(CO2)分离膜设备异常的系统，所述系统包括：入口单元，含有CO2的气体通过其进入包括CO2分离膜组件的设备；分离膜组件，包括一注入口，将含有CO2的气体供应至每个CO2分离膜组件，并使所供应的气体渗透通过所述CO2分离膜，并分别将已经渗透通过所述分离膜的具有相对高CO2浓度的气体排出至第一排出口，和将没有渗透通过所述分离膜的具有相对低CO2浓度的气体排出至第二排出口；渗透单元，用于排出具有相对高CO2浓度的气体，将其排出至所述设备的外部；残渣单元，用于排出具有相对低CO2浓度的气体，将其排出至所述设备的外部；测量器，用于测量包括在所述入口单元、所述渗透单元和所述残渣单元中的流速、CO2浓度以及压力的信息；以及控制器，用于根据所述测量器收集的信息确定异常的存在，其中：当使用公式1计算的第一参考值为约小于95％时，所述控制器将所述设备的操作情况检测为异常情况；和当使用公式1计算的第一参考值为约95％或更高时，所述控制器根据公式2和公式3计算第二参考值和第三参考值来确定所述设备的操作状态：[公式1]第一参考值＝[{(QP×CP·CO2)+(QR×CR·CO2)}/(QIN×CIN·CO2)]×100[公式2]第二参考值＝│J‑{(QP×CP·CO2)/(QIN×CIN·CO2)×100}│[公式3]第三参考值＝│K‑CP·CO2│,其中，在公式1至3中：QIN表示通过所述入口单元进入所述设备的含CO2的气体的流速(Nm3/hr)；QP表示排出至所述渗透单元的气体的流速(Nm3/hr)；QR表示排出至所述残渣单元的气体的流速(Nm3/hr)；CIN·CO2表示所述入口单元的CO2浓度(体积％)；CP·CO2表示排出至所述渗透单元的气体的CO2浓度(体积％)；CR·CO2表示排出至所述残渣单元的气体的CO2浓度(体积％)；J表示目标CO2捕获率(％)；以及K表示目标CO2浓度(体积％)。