CN108843393A - 一种温室co2有效利用和封存的减排方法 - Google Patents

一种温室co2有效利用和封存的减排方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108843393A
CN108843393A CN201810612482.4A CN201810612482A CN108843393A CN 108843393 A CN108843393 A CN 108843393A CN 201810612482 A CN201810612482 A CN 201810612482A CN 108843393 A CN108843393 A CN 108843393A
Authority
CN
China
Prior art keywords
discharge
safekeeping
sealing
efficiently
reducing method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810612482.4A
Other languages
English (en)
Inventor
巩和
巩和一
陈祥力
刘雷
张鉴月
吕家霖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Mountain Mine Energy Saving Co Ltd
Original Assignee
Shandong Mountain Mine Energy Saving Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Mountain Mine Energy Saving Co Ltd filed Critical Shandong Mountain Mine Energy Saving Co Ltd
Priority to CN201810612482.4A priority Critical patent/CN108843393A/zh
Publication of CN108843393A publication Critical patent/CN108843393A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • E21F17/16Modification of mine passages or chambers for storage purposes, especially for liquids or gases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明公开了一种CO2有效利用和封存的减排方法,包括将生产中分离和收集的液态CO2送至海拔‑800至‑1500米深井下的采矿掘进作业区,用CO2替代工作风带动风钻在采矿场掘进钻孔,风钻排出的带有一定压力的CO2气体再行收集,收集后输入工作现场的热交换装置,给采矿掘进作业区降温。本发明能有效减少CO2排放到大气中,减少温室效应,同时为井下风动工具提供动力,也为井下高温作业提供制冷效果,还可以为煤矿井下采空区煤炭自然提供一种防灭火措施,真正起到有效利用CO2的目的;本发明的CO2减排方法,设备简单,前期投入少,CO2气体封存可靠,经济效益显著,有利于促进企业的CO2气体减排工作。

Description

一种温室CO2有效利用和封存的减排方法
技术领域
本发明属于温室CO2减排技术领域,涉及一种温室CO2有效利用和封存的减排方法。
背景技术
随着全球经济的发展,CO2排放量急剧增多,导致大气浓度的提升,促进大气内的更高储能,形成温室效应,造成地表温度升高和气候异常变化,CO2已经被确认是全球极端天气日益增多的主要成因;同时CO2还会带来海洋和土壤酸化等不利影响;CO2的减排、低碳已经成为全球社会经济发展的一个重要方向。当前人们开展了CO2减排的各种研究和尝试,也在实际应用中取得很大的进展,很多国际组织和国家都制定了相应鼓励政策,我国也积极鼓励引导CO2的减排工作,但减排手段较少,减排效果不理想,经济成本偏高,阻碍CO2减排工作的有效持续开展。
发明内容
针对背景技术中所述现有CO2减排技术方面的不足,本发明提供一种CO2有效利用和封存的减排方法,该方法将CO2作为一种动力气体和制冷气体,使CO2在封存之前,释放自身携带的能量,将能量转变为设备运转和环境制冷的动力来源,最后将CO2永久封存,达到经济型减排目标。
本发明是通过以下技术方案实现的,提供一种CO2有效利用和封存的减排方法,包括将生产中分离和收集的液态CO2送至海拔-800至-1500米深井下的采矿掘进作业区,用CO2替代工作风带动风钻在采矿场掘进钻孔,风钻排出的带有一定压力的CO2气体再行收集,收集后输入工作现场的热交换装置,CO2气体在热交换装置与施工场地的高温空气进行温度交换,给采矿掘进作业区降温,从热交换装置出来的CO2气体经管道输入矿井采空区,进行灌充,当一个采空区充满达到设计压力后封堵,再充入下一采空区。
进一步的,所述液态CO2用储罐经矿井提升系统送至采矿掘进作业区。
进一步地,所述风钻工作风进口与CO2储罐连接,风钻排风口连接热交换装置。
进一步地,所述风钻工作风进口通过高压胶管连接CO2储罐的减压阀;所述风钻的排风口通过高压胶管连接热交换装置。
进一步的,所述风钻工作时调节CO2储罐的减压阀的阀门,使输出CO2气体压力达到风钻运转所需的工作风压。
进一步地,所述热交换装置包括盘曲的CO2输送管道和管道支架。
进一步地,所述采空区被混凝土墙分割成大小不同的密闭洞室。
进一步地,所述采矿掘进作业区设置有多个所述风钻,各所述风钻的工作风进口和排风口分别通过高压胶管连接CO2储罐和热交换装置。
进一步地,所述液态CO2的收集来源为发电厂、铸造厂、水泥厂和冶炼厂的气体排放装置。
进一步地,所述采矿掘进作业区的矿井深度为海拔-1000米。
本发明的原理:
发电厂的烟道其CO2的含量接近100%,其他如水泥厂的煅烧炉,冶炼厂和铸造厂的高炉等等,都产生大量CO2气体排放,这些碳排放大户,造成了温室CO2气体的加剧,这些单位承担着重大的减排任务,每年的减排经费相当可观,是生产成本的一个重要组成部分,同时这些工厂也成了CO2气体的丰富来源地,将其所产生的CO2气体浓缩成液态后,如果能够先有效利用,然后再封存到合适地点,不排放到大气中,则会带来巨大的经济效益和社会效益。
800米-1500米深的煤矿或1000米-2000米深的金矿及有色金属矿均为深井矿,我国千米深的矿井很多,仅煤矿千米深的矿井就40多出,其中山东最多21处。千米深的矿井存在几大特点,采掘工作面温度高,山东新汶矿区的矿井,矿井每向下延伸100米,低温平均上升2.50C,部分采掘工作面温度达到300C,个别矿井采掘工作面温度超过380C,如此高的作业环境是不利于工人在井下长时间作业的,所以都采取了各种人工降温措施,借助动力装置依靠制冷、输冷、传冷、排热等技术,来解决深井开采高温问题,不仅能耗高,而且也增加了碳排放;随着开采深度的增加,地温升高,围岩温度升高,加大了煤层发火的危险性,煤层发火将造成严重的资源损失,瓦斯爆炸事故率大大增加;采掘工作面风钻钻机其动力来自带0.5MPa左右的空气,由于矿井深压力风的井下输送很不方便,沿途漏风损失也大,所以大型空压机是深井矿山必需的设备,而大型空压机能耗高。
基于上述以深井煤矿为例所述的深井矿的作业环境温度高,风钻供风系统耗能大,煤矿深井煤层容易自燃等特点,结合CO2气体的性质,CO2气体具有液态变为气态时膨胀,既能对外做功,又能环境制冷,CO2气体能不燃烧且能阻隔氧气,能灭火,同时液态CO2来源丰富,利用工厂产生的液态CO2,作为深井矿的钻机动力来源,既能节省矿山空压机能耗,又能给作业环境降温,也能抑制煤层自燃,一举多得。
CO2气体充入1000米深的井下采空区有诸多好处,其一是不会渗入到地面排入大气,对大气造成影响,有也不会影响地面水和土壤环境;其二有现成的采空区这些洞室,便于CO2气体的盛装和封堵,在采空区入口灌装混凝土,很容易将CO2气体封住;其三,采空区往往有丰富的水源,还有一些矿物质,而且温度高,这一环境有利于CO2气体与矿物质反应生成碳酸盐沉淀,从而有利于CO2气体的长久封存和反复灌充,以容纳和封存更多的CO2气体。
CO2气体排放工厂与矿山企业联合,整个CO2气体的从收集到灌充到采空区的过程,仅有压缩成液态CO2这一环节需要投入一定费用,其他各主要环节都是产生效益的过程,综合计算,实现了CO2气体经济减排,有利于提高企业的减排积极性和主动性,具有极大的经济效益和社会效益,是一项多赢的造福千秋万代的好事,值得推广应用。
相对于现有CO2减排技术,本发明的一种CO2有效利用和封存的减排方法,能有效减少CO2排放到大气中,减少温室效应,同时为井下风动工具提供动力,也为井下高温作业提供制冷效果,还可以为煤矿井下采空区煤炭自然提供一种防灭火措施,真正起到有效利用CO2的目的;本发明的CO2减排方法,实用性可操作性强,设备简单,前期投入少,CO2气体封存可靠,减排效果好,减排成本低,经济效益显著,有利于促进企业的CO2气体减排工作。
附图说明:
图1本发明实施例的工艺系统示意图;
图2本发明实施例的CO2的工艺过程示意图;
图中:1、采矿掘进作业区, 2、风钻,3、热交换装置,4、采空区,5、混凝土隔墙,6、提升系统,7、灌充管道,8、地面建筑,9、CO2储罐, 10、高压胶管,11、减压阀, 12、矿井,21、工作风进口,22、排风口,31、CO2输送管道、32管道支架。
具体实施方式:
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
查询图1、图2,一种CO2有效利用和封存的减排方法,包括将生产中分离和收集的液态CO2送至海拔-800至-1500米深井下的采矿掘进作业区1,用CO2替代工作风带动风钻2在采矿场掘进钻孔,风钻2排出的带有一定压力的CO2气体再行收集,收集后输入工作现场的热交换装置3,CO2气体在热交换装置3与施工场地的高温空气进行温度交换,给采矿掘进作业区1降温,从热交换装置3出来的CO2气体经灌充管道7输入矿井采空区4,进行灌充,当一个采空区充满达到设计压力后封堵,再充入下一采空区。
本实施例中,所述液态CO2用储罐9经矿井12的提升系统6送至采矿掘进作业区1。
本实施例中,所述风钻2工作风进口21与CO2储罐9连接,风钻2排风口22连接热交换装置3。
本实施例中,所述风钻2工作风进口21通过高压胶管10连接CO2储罐9的减压阀11;所述风钻2的排风口22通过高压胶管10连接热交换装置3。
本实施例中,所述风钻2工作时调节CO2储罐9的减压阀11的阀门,使输出CO2气体压力达到风钻2运转所需的工作风压。
本实施例中,所述热交换装置3包括盘曲的CO2输送管道31和管道支架32。
本实施例中,所述采空区4被混凝土墙5分割成大小不同的密闭洞室。
本实施例中,所述采矿掘进作业区1设置有多个所述风钻2,各所述风钻2的工作风进口21和排风口22分别通过高压胶管10连接CO2储罐9和热交换装置3。
本实施例中,所述液态CO2的收集来源为发电厂、铸造厂、水泥厂和冶炼厂的气体排放装置。
本实施例中,所述采矿掘进作业区1的矿井2深度为海拔-1000米。
相对于现有CO2减排技术,本实施例的一种CO2有效利用和封存的减排方法,能有效减少CO2排放到大气中,减少温室效应,同时为井下风动工具提供动力,也为井下高温作业提供制冷效果,还可以为煤矿井下采空区煤炭自然提供一种防灭火措施,真正起到有效利用CO2的目的;本发明的CO2减排方法,实用性可操作性强,设备简单,前期投入少,CO2气体封存可靠,减排效果好,减排成本低,经济效益显著,有利于促进企业的CO2气体减排工作。
以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案,并非是对本发明的限制,参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨,也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种CO2有效利用和封存的减排方法,其特征在于: 包括将生产中分离和收集的液态CO2送至海拔-800至-1500米深井下的采矿掘进作业区,用CO2替代工作风带动风钻在采矿场掘进钻孔,风钻排出的带有一定压力的CO2气体再行收集,收集后输入工作现场的热交换装置,CO2气体在热交换装置与施工场地的高温空气进行温度交换,给采矿掘进作业区降温,从热交换装置出来的CO2气体经灌充管道输入矿井采空区,进行灌充,当一个采空区充满达到设计压力后封堵,再充入下一采空区。
2.根据权利要求1所述的一种CO2有效利用和封存的减排方法,其特征在于: 所述液态CO2用储罐经矿井提升系统送至采矿掘进作业区。
3.根据权利要求2所述的一种CO2有效利用和封存的减排方法,其特征在于: 所述风钻工作风进口与CO2储罐连接,风钻排风口连接热交换装置。
4.根据权利要求3所述的一种CO2有效利用和封存的减排方法,其特征在于: 所述风钻工作风进口通过高压胶管连接CO2储罐的减压阀;所述风钻的排风口通过高压胶管连接热交换装置。
5.根据权利要求3所述的一种CO2有效利用和封存的减排方法,其特征在于: 所述风钻工作时调节CO2储罐的减压阀的阀门,使输出CO2气体压力达到风钻运转所需的工作风压。
6.根据权利要求1所述的一种CO2有效利用和封存的减排方法,其特征在于: 所述热交换装置包括盘曲的CO2输送管道和管道支架。
7.根据权利要求1所述的一种CO2有效利用和封存的减排方法,其特征在于: 所述采空区被混凝土墙分割成大小不同的密闭洞室。
8.根据权利要求所述的一种CO2有效利用和封存的减排方法,其特征在于: 所述采矿掘进作业区设置有多个所述风钻,各所述风钻的工作风进口和排风口分别通过高压胶管连接CO2储罐和热交换装置。
9.根据权利要求所述的一种CO2有效利用和封存的减排方法,其特征在于: 所述液态CO2的收集来源为发电厂、铸造厂、水泥厂和冶炼厂的气体排放装置。
10.根据权利要求所述的一种CO2有效利用和封存的减排方法,其特征在于: 所述采矿掘进作业区的矿井深度为海拔-1000米。
CN201810612482.4A 2018-06-14 2018-06-14 一种温室co2有效利用和封存的减排方法 Pending CN108843393A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810612482.4A CN108843393A (zh) 2018-06-14 2018-06-14 一种温室co2有效利用和封存的减排方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810612482.4A CN108843393A (zh) 2018-06-14 2018-06-14 一种温室co2有效利用和封存的减排方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108843393A true CN108843393A (zh) 2018-11-20

Family

ID=64201858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810612482.4A Pending CN108843393A (zh) 2018-06-14 2018-06-14 一种温室co2有效利用和封存的减排方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108843393A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113735500A (zh) * 2021-10-12 2021-12-03 山东科技大学 一种多孔球形颗粒、制备方法及其在矿山采空区的应用

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4465135A (en) * 1983-05-03 1984-08-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fire flood method for recovering petroleum from oil reservoirs of low permeability and temperature
CN102094670A (zh) * 2010-12-17 2011-06-15 中国神华能源股份有限公司 二氧化碳置换矿井采空区瓦斯的方法
CN203067010U (zh) * 2012-11-14 2013-07-17 合肥天鹅制冷科技有限公司 一种双冷源井下空调装置
CN103410140A (zh) * 2013-06-21 2013-11-27 赵平 一种自燃煤矸石流坡灭火、稳固综合治理技术
CN105888715A (zh) * 2014-11-12 2016-08-24 王东 矿井用液态二氧化碳降温、防火、灭火系统
CN106050306A (zh) * 2016-06-24 2016-10-26 齐鲁工业大学 一种矿井监控系统
CN106337654A (zh) * 2016-11-22 2017-01-18 西南石油大学 一种利用超临界二氧化碳的钻井装置及方法
CN106593443A (zh) * 2017-02-20 2017-04-26 山东山矿测控技术有限公司 一种用于矿山、岩石或煤岩的二氧化碳爆破结构及方法
CN106640172A (zh) * 2016-11-16 2017-05-10 辽阳正阳机械设备制造有限公司 矿井井下热害治理及防、灭火一体化装置
CN106837353A (zh) * 2017-01-22 2017-06-13 中南大学 填充性岩溶隧道施工处理方法
CN106839908A (zh) * 2017-01-11 2017-06-13 重庆大学 液态二氧化碳相变致裂器深孔推送装置
CN107035447A (zh) * 2017-04-14 2017-08-11 南京航空航天大学 压缩超临界二氧化碳蓄能蓄热系统及其工作方法
CN107780965A (zh) * 2017-09-15 2018-03-09 徐州工程学院 一种新废弃矿井存放废弃混凝土及封存二氧化碳的方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4465135A (en) * 1983-05-03 1984-08-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fire flood method for recovering petroleum from oil reservoirs of low permeability and temperature
CN102094670A (zh) * 2010-12-17 2011-06-15 中国神华能源股份有限公司 二氧化碳置换矿井采空区瓦斯的方法
CN203067010U (zh) * 2012-11-14 2013-07-17 合肥天鹅制冷科技有限公司 一种双冷源井下空调装置
CN103410140A (zh) * 2013-06-21 2013-11-27 赵平 一种自燃煤矸石流坡灭火、稳固综合治理技术
CN105888715A (zh) * 2014-11-12 2016-08-24 王东 矿井用液态二氧化碳降温、防火、灭火系统
CN106050306A (zh) * 2016-06-24 2016-10-26 齐鲁工业大学 一种矿井监控系统
CN106640172A (zh) * 2016-11-16 2017-05-10 辽阳正阳机械设备制造有限公司 矿井井下热害治理及防、灭火一体化装置
CN106337654A (zh) * 2016-11-22 2017-01-18 西南石油大学 一种利用超临界二氧化碳的钻井装置及方法
CN106839908A (zh) * 2017-01-11 2017-06-13 重庆大学 液态二氧化碳相变致裂器深孔推送装置
CN106837353A (zh) * 2017-01-22 2017-06-13 中南大学 填充性岩溶隧道施工处理方法
CN106593443A (zh) * 2017-02-20 2017-04-26 山东山矿测控技术有限公司 一种用于矿山、岩石或煤岩的二氧化碳爆破结构及方法
CN107035447A (zh) * 2017-04-14 2017-08-11 南京航空航天大学 压缩超临界二氧化碳蓄能蓄热系统及其工作方法
CN107780965A (zh) * 2017-09-15 2018-03-09 徐州工程学院 一种新废弃矿井存放废弃混凝土及封存二氧化碳的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张琳等: "超临界二氧化碳钻井技术", 《探矿工程( 岩土钻掘工程)》 *
杭铮伍: "《实验室通用机械》", 31 August 1989, 华东化工学院出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113735500A (zh) * 2021-10-12 2021-12-03 山东科技大学 一种多孔球形颗粒、制备方法及其在矿山采空区的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104514577B (zh) 一种高效治理浅埋藏煤层大面积采空区遗煤自燃的方法
CN106593523A (zh) 一种浅埋近距煤层开采过程中采空区漏风控制方法
Guo et al. Technology strategies to achieve carbon peak and carbon neutrality for China’s metal mines
CN106014480B (zh) 一种单一厚煤层综放工作面瓦斯与煤自燃协同治理方法
CN102061918B (zh) 一种矿井煤气共采采煤方法
CN207960662U (zh) 一种二氧化碳注入矿井采空区系统
CN105041374A (zh) 高瓦斯近距离煤层采空区瓦斯与煤火协同防治技术
CN204782970U (zh) 一种低透气性煤层水力割缝系统
CN101718199B (zh) 煤矿大断面硐室施工方法
CN102748064A (zh) 一种大采高综放工作面瓦斯治理方法
CN110700831A (zh) 一种智能开采条件下的煤矿生产系统
Brigida et al. Ensuring stability of undermining inclined drainage holes during intensive development of multiple gas-bearing coal layers
CN101629491B (zh) 煤矿全能瓦斯抽采剂
CN102094671A (zh) 低渗透性难抽采煤层的立体化瓦斯抽采方法
CN104018871B (zh) 一种煤矿高温掘进巷道分段降温装置和降温方法
CN108843393A (zh) 一种温室co2有效利用和封存的减排方法
AU2018200880A1 (en) System and method for ventilating an underground mine
CN102061919B (zh) 一种煤层巷道煤气共采掘进方法
CN203717015U (zh) 液氮降温防火系统
CN103670417A (zh) 利用电耙巷道侧部出矿的无底柱分段崩落采矿法
CN201003400Y (zh) 一种悬臂式煤巷钻掘机
CN107100624A (zh) 一种煤炭无氧开采方法
CN106609677A (zh) 一种瓦斯抽排放施工方法
CN101387203A (zh) 孔内快速降尘方法及装置
Yu et al. Integrated Approaches forExtinguishing the Fire of Coal Pillars in Contiguous Coal Seams

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181120

RJ01 Rejection of invention patent application after publication