CN106368655B - 一种低温高压液态co2置换装置及其使用方法 - Google Patents

一种低温高压液态co2置换装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低温高压液态CO2置换装置,包括:高压水注入装置,与工业使用高压液态CO2装置的入口相连,用于将工业使用后的低压液态CO2置换出来;分流阀,与工业使用高压液态CO2装置的出口相连,用于将工业使用后混有低压液态CO2和废水废气的流体进行分离;废水废气仓,与所述分流阀的废水废气分离端连接,用于储存分流后的废水废气;低压液态CO2储存仓,其入口与所述分流阀的低压液态CO2分离端连接,用于储存分流后的低压液态CO2;液体压缩机,其入口与所述低压液态CO2储存仓的出口连接,用于增加低压液态CO2的压力,并将其注入到工业使用中的高压液态CO2储存仓中。本发明降低生产过程中的二氧化碳浪费,提升企业经济效益。

Description

一种低温高压液态CO2置换装置及其使用方法
技术领域
本发明属于流体置换驱替技术领域,具体涉及一种低温高压液态CO2置换装置及方法。
背景技术
流体置换驱替技术目前主要应用于煤层气开采,岩体中石油的开采等领域,目的是将赋存于固体孔隙和裂隙中的矿物提取出来。通过将空气或工业废气注入煤层,促进煤层气生产并加以利用,以达到防治瓦斯突出,提高采煤效率是气体驱替煤层气技术的主要作用;通过将含有化学药剂和聚合物的驱替剂注入储层将石油驱替出来,提高石油产量是多相液体驱替技术的主要应用方向。苏玉亮所著的《油藏驱替机理》介绍了油田中各种驱替的机理。
目前国内煤矿使用驱替技术已经进行过实验,潞安矿业于2008年在常村煤矿进行了空气驱替煤层气的实验,钻孔瓦斯浓度提高58%,流量提高 80%,取得了明显效果,大幅提高了瓦斯浓度和流量(傅国廷,2009)。在石油领域,胜利油田稠油热采中采用了蒸汽驱替技术(曹嫣镔,2006)。针对新疆克拉玛依油田中的砾岩储层,中国科学院渗流流体力学研究所进行了三元复合驱替的室内实验,效果令人满意,比水驱提高采收率20%左右(郭英,2008)。
流体置换驱替技术应用于回收液体CO2的技术尚未见到有相关的技术资料。
发明内容
本发明解决的技术问题是,通过使用廉价流体置换回收制备成本相对较高的低温高压液态CO2,降低生产过程中的二氧化碳浪费,对于提升企业经济效益具有重要的现实意义。
为了解决上述问题,本发明提供一种低温高压液态CO2置换装置,包括:
高压水注入装置,与工业使用高压液态CO2装置的入口相连,用于将工业使用后的低压液态CO2置换出来;
出口分流阀,与工业使用高压液态CO2装置的出口相连,用于将工业使用后混有低压液态CO2和废水废气的流体进行分离;
废水废气仓,与所述出口分流阀的废水废气分离端连接,用于储存分流后的废水废气;
低压液态CO2储存仓,其入口与所述出口分流阀的低压液态CO2分离端连接,用于储存分流后的低压液态CO2
液体压缩机,其入口与所述低压液态CO2储存仓的出口连接,用于增加低压液态CO2的压力,并将其注入到工业使用中的高压液态CO2储存仓中。
进一步,所述低压液态CO2储存仓与液体压缩机之间还设有液体过滤器。
进一步,所述高压水注入装置包括高压水仓及高压水注入泵,所述高压水仓用于储存高压水,所述高压水注入泵用于将高压水注入工业使用高压液态CO2装置的入口。
进一步,所述废水废气仓还设有废弃排放装置。
进一步,所述低压液态CO2储存仓还设有减压排空阀和排液减压阀。
本发明提供一种低温高压液态CO2置换装置的使用方法,包括如下步骤:
a)将高压水注入装置与工业使用高压液态CO2装置的入口相连;
b)将出口分流阀与工业使用高压液态CO2装置的出口相连;
c)将废水废气仓与所述出口分流阀的废水废气分离端连接;
d)将低压液态CO2储存仓入口与所述出口分流阀的低压液态CO2分离端连接;
e)将液体压缩机入口与所述低压液态CO2储存仓的出口连接,将液体压缩机出口与工业使用中的高压液态CO2储存仓连接;
f)当需要置换时,打开高压水注入泵和入口开关,同时打开出口开关并将出口分流阀置于低压液体二氧化碳仓方向;
g)当装置输入的置换液已经将大部分液体CO2置换出来,工业使用高压液态CO2装置的出口的液体内CO2浓度已经降低时,将出口分流阀置于废水废气仓方向,并逐渐关闭入口开关和出口开关;
h)当低压液体二氧化碳仓中压力升高,就启动液体压缩机将多余的液体 CO2经过液体过滤器的过滤,压入高压液态CO2储存罐,实现物质循环。
本发明与现有技术相比的技术效果:
通过使用廉价流体置换回收制备成本相对较高的低温高压液态CO2,降低生产过程中的二氧化碳浪费。采用在低温至常温,高压至常压状态下均处于液体的置换剂,将空隙中浪费的低温高压液态CO2保持温度和压力驱替至储藏容器中,可以节省将常温差压的气体二氧化碳液化的能量,同时可以减少二氧化碳的排放。因此该方法是一种环保,节能的方法,为使用高压低温易气化液体的工业企业提供技术支撑,并有望进行工业化推广,整体提升我国企业的综合竞争力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例一:
本发明提供了如附图1所示的一种低温高压液态CO2置换装置,包括:
高压水注入装置,与工业使用高压液态CO2装置的入口2相连,用于将工业使用后的低压液态CO2置换出来;
出口分流阀3,与工业使用高压液态CO2装置的出口4相连,用于将工业使用后混有低压液态CO2和废水废气的流体进行分离;
废水废气仓5,与出口分流阀3的废水废气分离端连接,用于储存分流后的废水废气;
低压液态CO2储存仓6,其入口与分流阀3的低压液态CO2分离端连接,用于储存分流后的低压液态CO2
液体压缩机7,其入口与低压液态CO2储存仓6的出口连接,用于增加低压液态CO2的压力,并将其注入到工业使用中的高压液态CO2储存仓8中。
进一步,低压液态CO2储存仓6与液体压缩机7之间还设有液体过滤器9。
进一步,高压水注入装置包括高压水仓10及高压水注入泵11,高压水仓10用于储存高压水,高压水注入泵11用于将高压水注入工业使用高压液态CO2装置的入口。
进一步,废水废气仓5还设有废弃排放装置51。
进一步,低压液态CO2储存仓6还设有减压排空阀61和排液减压阀62。
工业使用高压液态CO2装置的入口2设有入口开关13,工业使用高压液态CO2装置的出口4设有出口开关14。
高压液态CO2储存仓8出口连接高压CO2注入泵12,高压水注入泵11与高压CO2注入泵12通过入口开关15连接工业使用高压液态CO2装置的入口2。
本发明提供一种低温高压液态CO2置换装置的使用方法,包括如下步骤:
a)将高压水注入装置与工业使用高压液态CO2装置的入口2相连;
b)将出口分流阀3与工业使用高压液态CO2装置的出口4相连;
c)将废水废气仓5与出口分流阀3的废水废气分离端连接;
d)将低压液态CO2储存仓6入口与出口分流阀3的低压液态CO2分离端连接;
e)将液体压缩机7入口与低压液态CO2储存仓6的出口连接,将液体压缩机7出口与工业使用中的高压液态CO2储存仓8连接;
f)当需要置换时,打开高压水注入泵11和入口开关13,同时打开出口开关14并将出口分流阀3置于低压液体二氧化碳仓6方向;
g)当装置输入的置换液已经将大部分液体CO2置换出来,工业使用高压液态CO2装置的出口4的液体内CO2浓度已经降低时,将出口分流阀3置于废水废气仓5方向,并逐渐关闭入口开关13和出口开关14;
h)当低压液体二氧化碳仓6中压力升高,就启动液体压缩机7将多余的液体CO2经过液体过滤器9的过滤,压入高压液态CO2储存罐8,实现物质循环。
图1左侧通道连接工业生产中的工业使用高压液态CO2装置,也就是低温高压液态CO2工作的系统。当高压系统工作循环中压力降到大气压时,其中的液态CO2也会降压同时气化,造成能量浪费。本装置在高压系统降压前将液态CO2置换到高压液态CO2储存仓中,以节约能量。
图1右侧下部通道连接液态CO2和驱替液补充容器,用于补充工作中损耗的液体。右侧上部通道连接废气废液回收处理设备,保证装置排放符合环保标准。
本装置的循环过程为:当工业使用高压液态CO2装置需要增压加入液体 CO2时,打开高压CO2注入泵12和入口开关13,从高压液态CO2储存罐8中向工业使用高压液态CO2装置注入液体CO2。当工业使用高压液态CO2装置即将减压时,打开高压水注入泵11和入口开关13,同时打开出口开关14并将出口分流阀3置于低压液体二氧化碳仓6方向。当装置输入的置换液已经将大部分液体CO2置换出来,工业使用高压液态CO2装置的出口4的液体内CO2浓度已经降低时,将出口分流阀3置于废水废气仓5方向,并逐渐关闭入口开关13和出口开关14。当低压液体二氧化碳仓6中压力升高,就启动液体压缩机7将多余的液体CO2经过液体过滤器9的过滤,压入高压液态CO2储存罐8,实现物质循环。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低温高压液态CO2置换装置,其特征在于,包括:
高压水注入装置,与工业使用高压液态CO2装置的入口相连,用于将工业使用后的低压液态CO2置换出来;
出口分流阀,与工业使用高压液态CO2装置的出口相连,用于将工业使用后混有低压液态CO2和废水废气的流体进行分离;
废水废气仓,与所述出口分流阀的废水废气分离端连接,用于储存分流后的废水废气;
低压液态CO2储存仓,其入口与所述出口分流阀的低压液态CO2分离端连接,用于储存分流后的低压液态CO2
液体压缩机,其入口与所述低压液态CO2储存仓的出口连接,用于增加低压液态CO2的压力,并将其注入到工业使用中的高压液态CO2储存仓中。
2.如权利要求1所述的一种低温高压液态CO2置换装置,其特征在于:
所述低压液态CO2储存仓与液体压缩机之间还设有液体过滤器。
3.如权利要求2所述的一种低温高压液态CO2置换装置,其特征在于:
所述高压水注入装置包括高压水仓及高压水注入泵,所述高压水仓用于储存高压水,所述高压水注入泵用于将高压水注入工业使用高压液态CO2装置的入口。
4.如权利要求3所述的一种低温高压液态CO2置换装置,其特征在于:
所述废水废气仓还设有废弃排放装置。
5.如权利要求4所述的一种低温高压液态CO2置换装置,其特征在于:
所述低压液态CO2储存仓还设有减压排空阀和排液减压阀。
6.一种如权利要求1所述的低温高压液态CO2置换装置的使用方法,其特征在于,包括如下步骤:
a)将高压水注入装置与工业使用高压液态CO2装置的入口相连;
b)将出口分流阀与工业使用高压液态CO2装置的出口相连;
c)将废水废气仓与所述出口分流阀的废水废气分离端连接;
d)将低压液态CO2储存仓入口与所述出口分流阀的低压液态CO2分离端连接;
e)将液体压缩机入口与所述低压液态CO2储存仓的出口连接,将液体压缩机出口与工业使用中的高压液态CO2储存仓连接;
f)当需要置换时,打开高压水注入装置和入口开关,同时打开出口开关并将出口分流阀置于低压液体二氧化碳仓方向;
g)当装置输入的置换液已经将大部分液体CO2置换出来,工业使用高压液态CO2装置的出口的液体内CO2浓度已经降低时,将出口分流阀置于废水废气仓方向,并逐渐关闭入口开关和出口开关;
h)当低压液体二氧化碳仓中压力升高,就启动液体压缩机将多余的液体CO2经过液体过滤器的过滤,压入高压液态CO2储存罐,实现物质循环。
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