CN101788106B - 二氧化碳的深埋储存方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二氧化碳的深埋储存方法，包括以下步骤：1)贮存罐的二氧化碳输出端分成气相、液相两路到达高压泵入口，2)液相二氧化碳进入高压泵的高、低压管汇及高压泵中，扫出管汇内的空气，使高压泵组高、低压管汇建立起与二氧化碳贮存罐内相同的压力；3)启动屏蔽泵，再次对泵高、低压管汇进行低压检漏，工况正常，建立屏蔽泵输出压力；4)循环冷却高压泵；5)液相二氧化碳进入换热器中加温到10-15℃后，通过高压泵将二氧化碳泵入地下的封存层位，直至封存层饱和灌注水泥封井。本发明从根本上解决了二氧化碳排放的处理问题，采用本发明的装置结构简单、紧凑轻巧、使用成本低，使废弃的采空或低产油井能得到再次利用。

Description

二氧化碳的深埋储存方法

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳的减排方法，特别涉及一种二氧化碳的液相储存和深埋地下的方法，属于环境保护技术领域。

背景技术

随着人口的不断增长和人类工农业生产、交通运输的不断发展，气态二氧化碳的排放量不断增加，全球平均气温不断上升。如果不采取积极的二氧化碳减排措施，从现在起到2100年，全球的平均气温将继续增加1.4℃～5.8℃，届时南极洲冰川加速融化，海平面将不断上升以至威胁太平洋、印度洋上诸多岛国的安全，并导致一些与温暖气候有关的疾病如疟病、登革热的流行与蔓延，还可能诱发极差气候如干旱和洪涝的频繁发生。全球气温的急剧升高已经影响到多数人的生活以及少数人的生存。

现有的回收后的液化二氧化碳一般应用于二氧化碳气体保护焊和碳酸饮料，这样的回收利用方法实质上仍将二氧化碳二次排入了大气层，并没有从根本上解决二氧化碳排放问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种将二氧化碳封存到地下深处的地质构造中的方法，该方法能从根本上解决二氧化碳的排放问题。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种二氧化碳的深埋储存方法，包括以下步骤：

1)将来自槽罐车或槽罐船的液相二氧化碳泵入贮存罐，所述贮存罐内的二氧化碳输出端分成气相、液相两路到达高压泵入口，其中液相一路通过屏蔽泵到高压泵入口；

2)液相二氧化碳进入高压泵的高、低压管汇及高压泵中，分别开启高、低压管汇中的数个泄压阀，扫出管汇内的空气，排气5-6秒钟后即关闭全部泄压阀；再打开贮存罐相关的开启阀门，在高压泵的高、低压管汇中建立起与二氧化碳贮存罐中相同的压力；

3)启动屏蔽泵，把贮存罐液相管截止阀完全开启，再次对高压泵高、低压管汇进行低压检漏；工况正常，建立屏蔽泵输出压力；

4)调节背压阀的开度，使屏蔽泵出口压力大于屏蔽泵进口压力；打开回流阀，形成贮存罐-液相口-屏蔽泵-回流阀-气相口循环回路冷却高压泵，使高压泵温度趋近于贮存罐内液相二氧化碳的相态温度点；

5)高压泵输出的高压液相二氧化碳进入换热器中加温到10-15℃后，经出口管和单向阀组直接输送到海上钻井平台的井口、船舶或固定泵房的井口，通过高压泵将二氧化碳泵入地下1000米以下到7000米的封存层位进行间歇或连续性运行，直至封存层饱和，然后灌注水泥封井。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的二氧化碳的深埋储存方法，其中所述屏蔽泵出口压力比屏蔽泵进口压力高0.1-0.15MPa；所述换热器与锅炉输出热端连接。

本发明将贮存罐中的液相二氧化碳泵入高压泵，使高压泵进一步降温，趋近于贮存罐内液相二氧化碳的相态温度点，防止在管汇的连接部、管汇与设备产生中产生汽化冰堵自封。本发明通过换热器加热液相二氧化碳，使液相二氧化碳迅速升温到其饱和温度气化，在高压泵的泵压下，液气相二氧化碳克服井下压力，压入地下1000米以下到7000米的地质封存层，将高压液气相二氧化碳封闭在地下深层处。本发明从根本上解决了工业排放的二氧化碳的处理问题，采用本发明的装置结构简单、紧凑轻巧、使用成本低，使废弃的采空或者低产油井得到再次利用，在减少二氧化碳的排放，防止地球温度升高、防止海平面不断上升等方面，将产生显著的效果。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明实施例一的系统简图；

图2是本发明实施例二的系统简图；

图3是本发明利用废弃的油井，将气相二氧化碳封闭在地下深层处的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1所示，本发明包括以下步骤：

1)将来自槽罐车或槽罐船的液相二氧化碳泵入贮存罐1，贮存罐1内的二氧化碳输出端分成气相、液相两路到达高压泵16入口，其中液相一路通过屏蔽泵10到高压泵16入口。

2)液相二氧化碳进入高压泵16的高、低压管汇29及高压泵16中，分别开启高、低压管汇29中的第一泄压阀4、第二泄压阀5、第三泄压阀15、第四泄压阀30排出管汇29内的空气，排气约5-6秒钟即关闭上述泄压阀；再打开贮存罐1截止阀43，使高压泵16的高、低压管汇29中建立起与贮存罐1中相同的压力，在贮存罐1的液位差压的作用下，液相二氧化碳即通过液相管2充入高压泵16的高、低压管汇29。再打开贮存罐1相关的开启阀门，使高、低压管汇29中建立起与贮存罐1中相同的压力。

3)启动屏蔽泵10，把贮存罐液相管截止阀43开到位，再次对高、低压管汇29进行低压检漏；工况正常，即可关闭直通吸入管阀门，屏蔽泵10正常工作，建立屏蔽泵10输出压力。

4)调节背压阀12的开度，使屏蔽泵10出口压力大于其进口压力；打开回流阀18，形成贮存罐1-液相管路2-屏蔽泵10-回流阀18-气相管路3的循环回路冷却高压泵16，使高压泵16的温度趋近于贮存罐1内液相二氧化碳的相态温度点。

5)高压泵16输出的高压液相二氧化碳进入换热器42中加温到10-15℃后，如图3所示，经出口管直接输送到海上钻井平台60的井口、船舶61或固定泵房64、其他井口设备63，将二氧化碳泵入地下1000米到7000米的不同深度的地质封存层位65进行间歇或连续性运行，直至封存层饱和，然后灌注水泥封井。

单向阀34隔离高压泵16与井口38，防止它们之间的直通，造成高压泵高压端的液相二氧化碳汽化而失去泵入的作业条件。

本发明的换热器42与锅炉35的输出热端连接，在热水泵41的驱动下，将锅炉35输出的热水通过换热器42循环，对通过换热器42的液相二氧化碳加热。锅炉35输出的循环热水的温度依靠锅炉35配套的电脑控制，确保二氧化碳在饱和温度之内。一旦温度调定，就能够自动运行，根据不同的温度选择不同的加热模式，本发明可根据通过换热器42的液相二氧化碳的温度不同，接通不同功率的电加热器。如通电后启动换热器42，先接通锅炉的一组100KW的电加热器，同时也开启1台循环水泵运行，此时将锅炉、水箱和换热器内的水进行循环加热，当水达到80℃时，换热器可以通过液相二氧化碳。当通过的二氧化碳在0℃-10℃之间时，锅炉自动接入二组100KW的电加热器和2台循环水泵运行，维持工作；当通过的二氧化碳低于0℃时，控制器自动再接上三组100KW电加热器，同时再启动第3台循环水泵；当输出二氧化碳到达10℃时，电加热会选择断开一组或者二组100KW电加热器和对应的循环水泵会停止；当通过的二氧化碳温度高于10℃时，所有电加热器会停止运行，利用炉及水箱内的余热进行工作。

实施例二

如图2所示，本实施例采用两台高压泵16、17组成高压泵组，可加快液相二氧化碳的输送速度。本实施例的步骤如下：

1)贮存罐1内的二氧化碳输出端分成气相、液相两路，其中液相一路经过切换阀507后可选择二路流程中的一路运行，一路从进口阀601进入屏蔽泵10，增压后由输送阀704、一号泵进液阀500和二号泵进液阀505供给一号高压泵16和二号高压泵17；另外一路由直通阀506分别到一号泵进液阀500和二号泵进液阀505的入口。

2)一号高压泵16、二号高压泵17分别将液相二氧化碳继续升高到需要的工作压力，一号高压泵16通过一号泵单向阀204-一号泵蓄能器203-一号泵出口阀307，二号高压泵17通过二号泵单向阀403-二号泵蓄能器402-二号泵出口阀401和总阀306进入换热器42。

3)换热器42将输入的二氧化碳升温后通过单向阀组301把高压二氧化碳送入井内的地质封存位置。泄压阀303是该段流程的压力释放点，用以恢复到大气压。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种二氧化碳的深埋储存方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将来自槽罐车或槽罐船的液相二氧化碳泵入贮存罐，所述贮存罐内的二氧化碳输出端分成气相、液相两路到达高压泵入口，其中液相一路通过屏蔽泵到高压泵入口；

2)液相二氧化碳进入高压泵的高、低压管汇及高压泵中，分别开启高、低压管汇中的数个泄压阀，扫出管汇内的空气，排气5-6秒钟后即关闭全部泄压阀；再打开贮存罐相关的开启阀门，在高压泵的高、低压管汇中建立起与二氧化碳贮存罐中相同的压力；

3)启动屏蔽泵，把贮存罐液相管截止阀完全开启，对高压泵高、低压管汇进行低压检漏；工况正常，建立屏蔽泵输出压力；

4)调节背压阀的开度，使屏蔽泵出口压力大于屏蔽泵进口压力；打开回流阀，形成贮存罐-液相口-屏蔽泵-回流阀-气相口循环回路冷却高压泵，使高压泵温度趋近于贮存罐内液相二氧化碳的相态温度点；

5)高压泵输出的高压液相二氧化碳进入换热器中加温到10-15℃后，经出口管和单向阀组直接输送到海上钻井平台的井口、船舶或固定泵房的井口，通过高压泵将二氧化碳泵入地下1000米以下到7000米的封存层位进行间歇或连续性运行，直至封存层饱和，然后灌注水泥封井。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳的深埋储存方法，其特征在于：所述屏蔽泵出口压力比屏蔽泵进口压力高0.1-0.15MPa。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳的深埋储存方法，其特征在于：所述换热器与锅炉输出热端连接。

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