(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210456055.8 (22)申请日 2022.04.28 (71)申请人 大连理工大 学 地址 116024 辽宁省大连市甘井 子区凌工 路2号 (72)发明人 陈冲　赵杨　张辞寒　李灿灿　 邱纯晶　张宇恒　张天祥　王柯钦　 尚兵　段伟豪　吴翱　朱晨烨　 张瑞轩　杨磊　 (74)专利代理 机构 大连星河彩舟专利代理事务 所(普通合伙) 2126 3 专利代理师 陈玲玉　杨阳 (51)Int.Cl. F17D 5/06(2006.01) F17D 5/00(2006.01)F16L 53/34(2018.01) F16L 55/162(2006.01) F16L 55/18(2006.01) F16L 55/24(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 应用可回收抑制剂的二氧化碳管道运输保 障系统及方法 (57)摘要 本发明公开了应用可回收抑制剂的二氧化 碳管道运输保障系统及方法。 该系统包括水合物 抑制剂、 均匀喷洒装置、 复合励磁管道、 往复运动 集成检测处理装置以及控制系统。 本发明通过利 用试剂的磁性可以使其得以回收， 利用装置间的 协同可以使其合理分布， 从而防止二氧化碳生成 水合物造成管道堵塞。 此外， 集成装置还能对二 氧化碳在低温高压下可能形成的干冰加以检测 和处理。 本系统运营成本低， 各类装置的有机组 合能有效发挥磁性抑制剂的优势， 保障二氧化碳 运输安全， 可以为双碳目标的实现提供助力。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114777033 A 2022.07.22 CN 114777033 A 1.应用可回收抑制 剂的二氧化碳管道运输保障系统， 其特征在于， 包括水合物抑制 剂、 均匀喷洒装置(1)、 复合励磁管道(2)、 往复运动集成检测处 理装置以及控制系统； 所述的水合物抑制剂为磁性可循环纳米水合物抑制剂； 所述均匀喷洒装置(1)布置于二氧化碳运输管道端部， 用于向管道内壁喷射水合物抑 制剂； 所述的复合励磁管道(2)， 包括二氧化碳运输管道以及管道外布置的磁场控制层， 所述 二氧化碳运输管道包括转角段和平直段； 所述磁场控制层 包括管道转角段外布置的直流 强 磁场控制层以及管道 平直段外布置的交流交变 磁场控制层； 所述往复运动集成检测 处理装置能够沿着二氧化碳运输管道外导轨在管道外侧往复 运动， 包括声耦合剂喷涂装置(3)、 声波探伤装置(4)、 二氧化碳和温度一体化检测装置(5)、 励磁装置(6)、 超声破碎装置(7)、 微波加热装置(8)； 所述声耦合剂喷涂装置(3)布置在往复 运动集成检测处理装置两端用于声波探伤前的耦合剂喷涂操作； 所述二氧化碳和温度一体 化检测装置(5)用于检测测点附近的CO2浓度和温度； 所述励磁装置(6)用于调节复合励磁 管道(2)对应的磁场控制层 的电流情况； 所述超声破碎装置(7)用于发射超声破碎堵塞物 质； 所述微波加热装置(8)用于加热 管道； 所述控制系统， 根据往复运动集成检测处理装置反馈的检测数据， 控制励磁装置(6)、 超声破碎装置(7)、 微波加热装置(8)进行对应情况的处 理。 2.根据权利要求1所述的应用可回收抑制剂的二氧化碳管道运输保障系统， 其特征在 于， 所述声耦合剂喷涂装置(3)为套筒型， 套在复合励磁管道(2)磁场控制层外， 按指 定速度 喷涂声耦合剂。 3.根据权利要求1所述的应用可回收抑制剂的二氧化碳管道运输保障系统， 其特征在 于， 所述声 波探伤装置(4)为套 筒型， 随往复运动集成检测处 理装置的运动进行探伤检测。 4.根据权利要求1所述的应用可回收抑制剂的二氧化碳管道运输保障系统， 其特征在 于， 所述二氧化碳和温度一体化检测装置(5)中二氧化碳检测采用TGS4 161固体电解质传感 器； 温度检测采用金属氧化物陶瓷传感器。 5.根据权利要求4所述的应用可回收抑制剂的二氧化碳管道运输保障系统， 其特征在 于， 所述金属氧化物陶瓷传感器可测最低温达 到负五十度。 6.采用权利要求1 ‑5任一所述的应用可回收抑制 剂的二氧化碳管道运输保障系统 的方 法， 其特征在于， 包括 步骤如下： 步骤1， 均匀喷洒装置(1)向管道内的各个方向均匀喷洒磁性可循环纳米水合物抑制 剂， 使其在最初能够均匀分布； 步骤2， 复合励磁管道(2)转角段的直流强磁场控制层以及平直段的交流交变磁场控制 层接通对应电流， 促使抑制剂在磁场作用下保持均匀分布； 步骤3， 启动往 复运动集成检测处理装置， 以指定速度沿着二氧化碳运输管道外导轨在 管道外侧往复运动； 往复运动集成检测处理装置运动的同时声耦合剂喷涂装置(3)向磁场控制层外壁喷涂 声耦合剂， 进而通过声波探伤装置(4)进行检测； 已知完好管路， 探头接收到反射声波的时 间为S， 若小于S则代表此处管道发生腐蚀； 若大于S则代表此处管道发生堵塞； 并将管内堵 塞信息或管壁腐蚀信息反馈给控制系统；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114777033 A 2二氧化碳和温度一体化检测 装置(5)同步检测管道外壁处的CO2浓度和管壁温度； 当管 外二氧化碳浓度超过0.045％时， 向控制系统反馈泄漏信息； 当管壁温度低于 ‑30℃时向控 制系统反馈温度过低信息； 步骤4， 当反馈为管内堵塞时， 开启励磁装置(6)促使抑制剂在此聚集， 和/或开启超声 破碎装置(7)击碎堵塞物质， 和/或开启微波加热装置(8)提升管壁 温度， 防止生 成二氧化碳 水合物或干冰； 当反馈为管内腐蚀时， 开启励磁装置(6)促使抑制剂在此聚集， 进 而对管道进行修补； 当反馈为管道泄漏时， 开启励磁装置(6)促使抑制剂在此聚集， 进 而对管道进行修补； 当反馈为温度过低时， 开启微波加热装置(8)提升管壁温度； 步骤5， 控制系统实时接收往 复运动集成检测处理装置反馈的检测信 息， 实时采用步骤 4的方法进行处 理， 达到正常状态参数或修补结束为止 。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 步骤3中， 探头接收到反射声波的时间为S， 误差为θ， 若 小于S‑θ则代表此处管道发生腐蚀； 若大于S+θ则代 表此处管道发生堵塞。 8.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 步骤3中， 声波探伤装置(4)的探头绕管壁 旋转的速度为1度。 9.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 步骤2， 复合励磁管道(2)转角段的直流强 磁场控制层以及平直段的交流交变 磁场控制层分别接通5 0伏特直流电和10 0伏特交流电。 10.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 该往复运动集成检测处理装置以20 ㎝/s 的速度在管壁上往返运动。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114777033 A 3