CN113517762B - 一种气体埋存蓄能发电方法及装置 - Google Patents

一种气体埋存蓄能发电方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种气体埋存蓄能发电方法及装置，该方法包括：将气体置入第一井和第二井内，其中，置入第一井和第二井的气体在第一井和第二井内产生不同的压力；与第一井和第二井连接的发电机被流动的气体驱动发出电力，其中，第一井和第二井内的压力差导致气体从第一井和第二井中压力高的一方流向压力低的一方，本申请不仅限于第一口井和第二口井之间发电，也可能是多口井对一口井，或一口井对多口井，或多口井对多口井。通过本申请解决了现有技术中的收集的液态气体埋入地下没有被很好利用所导致的资源浪费问题，同时解决风力和太阳能光伏等可再生能源发电低成本蓄能难题，提高了资源的利用率。

Description

一种气体埋存蓄能发电方法及装置
技术领域
本申请涉及到发电领域，具体而言，涉及一种气体埋存蓄能发电方法及装置。
背景技术
温室气体排放来源多为世界重工业发展产生、汽车尾气等，温室气体一旦超出大气标准，便会造成温室效应，使全球气温上升，威胁人类生存。因此，控制温室气体排放已成为全人类面临的一个主要问题。
全球变暖已成为制约人类经济社会可持续发展的重要障碍，控制污染物和温室气体排放是需要高度重视的。在工业中，燃烧产生的二氧化碳需要被收集，这样才能控制温室气体的排放。
目前，在现有技术中采用烟气二氧化碳捕集与提纯工业化技术，将液态二氧化碳成功捕集入罐，从而减少了二氧化碳等气体的排放。
这些被捕捉到的二氧化碳等气体会被埋入地下，被埋入地下的气体就没有任何利用价值了，这增加了管理这些二氧化碳气体的成本，造成了一定的浪费。
风力和太阳能光伏等可再生能源发电由于存在天气和季节性不可控原因，发电高峰和用电高峰存在不匹配，低成本蓄能难题一直得不到解决。
发明内容
本申请实施例提供了一种发电方法及装置，以至少解决现有技术中的收集的液态气体埋入地下没有被很好利用所导致的资源浪费问题，以下实施例中还可以解决风力和太阳能光伏等可再生能源发电低成本蓄能难题，提高了资源的利用率。
根据本申请的一个方面，提供了一种发电方法，包括：将气体置入第一井和第二井内，其中，置入所述第一井和所述第二井的气体在所述第一井和所述第二井内产生不同的压力，所述气体为回收的排放气体，所述气体为液态和/或气态；与所述第一井和所述第二井连接的发电机被流动的气体驱动发出电力，其中，所述第一井和所述第二井内的压力差导致气体从所述第一井和所述第二井中压力高的一方流向压力低的一方，所述第一井包括一个或多个井，所述第二井包括一个或多个井。
优选地，还包括以下至少之一：检测所述第一井和所述第二井的压力，在所述第一井和所述第二井之间的压力差小于阈值的情况下，向所述第一井和所述第二井中压力大的一方置入更多气体；与所述第一井和所述第二井连接的气体压缩装置对所述第一井和/或所述第二井的气体进行压缩，其中，气体压缩装置以可再生能源作为驱动力。
优选地，所述发动机被流动的气体驱动发出电力包括：通过所述流动的气体推动驱动设备；通过所述驱动设备带动所述发电机进行发电。
优选地，所述驱动设备包括以下至少之一：气体驱动汽轮机、透平机。
优选地，还包括：通过换热器回收液态气体气化后产生的冷能；和/或，通过所述换热器回收所述驱动设备带动所述发电机所产生的热能。
优选地，所述第一井和所述第二井包括以下至少之一：废弃的盐矿井、废弃的常规和非常规石油井、废弃的常规和非常规天然气井、废弃的煤层气井、新建的储气井。
根据本申请的另一个方面，提供了一种发电装置，包括：第一井和第二井，其中，所述第一井和所述第二井用于置入气体，置入的气体在所述第一井和所述第二井内产生不同的压力，所述气体为回收的排放气体，所述气体为液态和/或气态；发电机，与所述第一井和所述第二井连接，用于被流动的气体驱动发出电力，其中，所述第一井和所述第二井内的压力差导致气体从所述第一井和所述第二井中压力高的一方流向压力低的一方。
优选地，还包括：驱动设备，与所述第一井和所述第二井耦合，用于被所述流动的气体驱动后带动所述发电机进行发电。
优选地，所述驱动设备包括以下至少之一：气体驱动汽轮机、透平机、往复式压缩机、罗茨鼓风机、叶氏鼓风机。
优选地，还包括：换热器，用于回收液态气体气化后产生的冷能；和/或，回收所述驱动设备带动所述发电机所产生的热能。
在本申请实施例中，采用了将气体置入第一井和第二井内，其中，置入所述第一井和所述第二井的气体在所述第一井和所述第二井内产生不同的压力，所述气体为回收的排放气体，所述气体为液态和/或气态；与所述第一井和所述第二井连接的发电机被流动的气体驱动发出电力，其中，所述第一井和所述第二井内的压力差导致气体从所述第一井和所述第二井中压力高的一方流向压力低的一方。通过本申请解决了现有技术中的收集的液态气体埋入地下没有被很好利用所导致的资源浪费问题，提高了资源的利用率。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的一种气体埋存蓄能发电方法的流程图。
具体实施方式
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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在本实施例中，提供了一种气体埋存蓄能发电方法，图1是根据本申请实施例的一种气体埋存蓄能发电方法的流程图，该方法包括：
步骤S102，将气体置入第一井和第二井内，其中，置入所述第一井和所述第二井的气体在所述第一井和所述第二井内产生不同的压力，所述气体为回收的排放气体，所述气体为液态和/或气态，所述第一井包括一个或多个井，所述第二井包括一个或多个井；
步骤S104，与所述第一井和所述第二井连接的发电机被流动的气体驱动发出电力，其中，所述第一井和所述第二井内的压力差导致气体从所述第一井和所述第二井中压力高的一方流向压力低的一方。
通过上述步骤，将回收的排放气体分别置入两个井中，通过产生压力差来发电，解决了现有技术中的收集的液态气体埋入地下没有被很好利用所导致的资源浪费问题，提高了资源的利用率。
让两个井产生压力差的方法有很多，例如，可以在第一井中置入液态气体，在第二井中置入气态气体。液态气体置入之后挥发变成气态气体从而产生大于第二井的气压。在该方式中，还可以获取置入所述第一井的第一气体和置入所述第二井的第二气体所产生的压力，在压力差达到或者大于阈值的时候，则停止向第一井中置入液态气体。
作为一个比较优的方式，在两个井所在的位置的地面上设置控制室，该控制室获取第一井和第二井中设置的压力传感器，通过传感器可以检测到井中的压力。或者，还可以通过设置在第一井和第二井中的气体浓度传感器来获取井中的气体浓度，根据气体的浓度换算成压力。压力检测是为了保证能够持续进行发电，例如，检测所述第一井和所述第二井的压力；在所述第一井和所述第二井之间的压力差小于阈值的情况下，向所述第一井和所述第二井中压力大的一方置入更多气体。
作为一种压力检测的手段，预先配置一个压力差的最大值，和压力差的最小值，最小值就是上述的阈值，该阈值是根据发电机的参数确定的。当第一井和第二井中的压力差在最小值和最大值之间的时候，不进行任何气体的注入动作，当第一井和第二井的压力差小于等于所述阈值的时候，开始向第一井或第二井注入气体，在注入气体的时候，关闭第一井和第二井之间的气体流通通道，或者，也可以不关闭，在注入气体的时候也可以进行发电。为了保证安全还可以为每个井设置一个最大压力值，当该井中的压力值大于最大压力值的时候，停止向该井注入气体。
第一井和第二井的压力差小于等于阈值的时候，如果第一井为多口井，并且多口井相通的情况下，切断所述多口井中的除一个井以外其他井与第二井的通气，然后将在没有切断与第二井通气的井中注入气体。如果第一井为多扣井，并且多口井不相通的情况下，所述多口井中选择压力最大的井注入气体。
作为另一个可选的实施方式，与所述第一井和所述第二井连接的气体压缩装置对所述第一井和/或所述第二井的气体进行压缩，其中，气体压缩装置以可再生能源作为驱动力，例如，风能、太阳能、水能等可再生能源发电都可以对气体进行压缩，实现蓄能目的。
在利用发电机进行发电的过程中，可以通过一个驱动设备，例如，气体驱动汽轮机、透平机、往复式压缩机、罗茨鼓风机、叶氏鼓风机等来驱动发电机，即通过所述流动的气体推动驱动设备，然后再通过所述驱动设备带动所述发电机进行发电。
作为另一个可选的实施方式，在液态气体液化或者驱动设备运行时有可以产生能量，此时，可以通过换热器回收液态气体气化后产生的冷能；和/或，通过所述换热器回收所述驱动设备带动所述发电机所产生的热能。作为一个可选的可以增加的实施例，通过吸收所述换热器回收的热能，将液态的所述第一气体转换为气态的第二气体。或者还可以通过吸收现有的环境热源，将液态的所述第一气体转换为气态的第二气体。
上述实施例中的井，可以利用现有的矿井，即所述第一井和所述第二井可以为废弃的盐矿井、废弃的常规和非常规石油井、废弃的常规和非常规天然气井、废弃的煤层气井，也可以是新建的矿井。
本实施例中的气体可以是工业废气，可以包括但不限于以下至少之一：硫氧化物、碳的氧化物、碳氢化合物、碳氢化合物。所述硫氧化物包括但不限于以下至少之一：二氧化硫、三氧化硫、三氧化二硫、一氧化硫。所述碳的氧化物包括但不限于以下至少之一：二氧化碳和一氧化碳。所述氮氧化物包括但不限于以下至少之一：氧化亚氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮。所述碳氢化合物包括但不限于以下至少之一：甲烷、乙烷。
在本实施例中，还提供了一种气体埋存蓄能发电装置，该装置包括：
第一井和第二井，其中，所述第一井和所述第二井用于置入气体，置入的气体在所述第一井和所述第二井内产生不同的压力，所述气体为回收的排放气体，所述气体为液态和/或气态；
发电机，与所述第一井和所述第二井连接，用于被流动的气体驱动发出电力，其中，所述第一井和所述第二井内的压力差导致气体从所述第一井和所述第二井中压力高的一方流向压力低的一方。
通过本实施例，利用回收的排放气体，通过第一井和第二井、发电机来发电，解决了现有技术中的收集的液态气体埋入地下没有被很好利用所导致的资源浪费问题，提高了资源的利用率。
该装置中的技术特征的作用在上述方法步骤中已经进行了说明，在此不再赘述。
可选地，该装置还包括：获取设备，用于获取置入所述第一井的第一气体和置入所述第二井的第二气体，其中，所述第一气体为液态，所述第二气体为气态。
优选地，该装置还包括：检测设备，用于检测所述第一井和所述第二井的压力；在所述第一井和所述第二井之间的压力差小于阈值的情况下，向所述第一井和所述第二井中压力大的一方置入更多气体。
优选地，该装置还包括：驱动设备，与所述第一井和所述第二井耦合，用于被所述流动的气体驱动后带动所述发电机进行发电。
优选地，所述驱动设备包括以下至少之一：气体驱动汽轮机、透平机。
优选地，该装置还包括：换热器，用于回收液态气体气化后产生的冷能；和/或，回收所述驱动设备带动所述发电机所产生的热能。
可选地，该装置还包括：转换设备，用于将液态的所述第一气体转换为气态的第二气体。
作为一个可选的可以增加的实施例，转换设备通过吸收所述换热器回收的热能，将液态的所述第一气体转换为气态的第二气体。
作为一个可选的可以增加的实施例，转换设备通过吸收现有的环境热源，将液态的所述第一气体转换为气态的第二气体。
优选地，所述第一井和所述第二井为废弃的矿井。
可选地，所述气体包括但不限于以下至少之一：硫氧化物、碳的氧化物、碳氢化合物、碳氢化合物。
可选地，所述硫氧化物包括但不限于以下至少之一：二氧化硫、三氧化硫、三氧化二硫、一氧化硫。
可选地，所述碳的氧化物包括但不限于以下至少之一：二氧化碳和一氧化碳。
可选地，所述氮氧化物包括但不限于以下至少之一：氧化亚氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮。
可选地，所述碳氢化合物包括但不限于以下至少之一：甲烷、乙烷。
在本实施例中，提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行以上实施例中的方法。
这些计算机程序也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤，对应与不同的步骤可以通过不同的模块来实现。
上述程序可以运行在处理器中，或者也可以存储在存储器中(或称为计算机可读介质)，计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种气体埋存蓄能发电方法，其特征在于，包括：
将气体置入第一井和第二井内，其中，置入所述第一井和所述第二井的气体在所述第一井和所述第二井内产生不同的压力，所述气体为回收的排放气体，所述气体为液态和/或气态，所述第一井包括一个或多个井，所述第二井包括一个或多个井；
与所述第一井和所述第二井连接的发电机被流动的气体驱动发出电力，其中，所述第一井和所述第二井内的压力差导致气体从所述第一井和所述第二井中压力高的一方流向压力低的一方；其中，检测所述第一井和所述第二井的压力，在所述第一井和所述第二井之间的压力差小于阈值的情况下，向所述第一井和所述第二井中压力大的一方置入更多气体；其中，预先配置一个压力差的最大值和压力差的最小值，最小值就是上述的阈值，该阈值是根据发电机的参数确定的；当第一井和第二井中的压力差在最小值和最大值之间的时候，不进行任何气体的注入动作，当第一井和第二井的压力差小于等于所述阈值的时候，开始向第一井或第二井注入气体，在注入气体的时候，关闭第一井和第二井之间的气体流通通道，或者，也不关闭，在注入气体的时候进行发电；为每个井设置一个最大压力值，当该井中的压力值大于最大压力值的时候，停止向该井注入气体；第一井和第二井的压力差小于等于阈值的时候，如果第一井为多口井，并且多口井相通的情况下，切断所述多口井中的除一个井以外其他井与第二井的通气，将在没有切断与第二井通气的井中注入气体；如果第一井为多口井，并且多口井不相通的情况下，所述多口井中选择压力最大的井注入气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
与所述第一井和所述第二井连接的气体压缩装置对所述第一井和/或所述第二井的气体进行压缩，其中，气体压缩装置以可再生能源作为驱动力。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一井和所述第二井包括以下至少之一：废弃的盐矿井、废弃的常规和非常规石油井、废弃的常规和非常规天然气井、废弃的煤层气井、新建的储气井。
4.一种气体埋存蓄能发电装置，其特征在于，包括：
第一井和第二井，其中，所述第一井和所述第二井用于置入气体，置入的气体在所述第一井和所述第二井内产生不同的压力，所述气体为回收的排放气体，所述气体为液态和/或气态；
发电机，与所述第一井和所述第二井连接，用于被流动的气体驱动发出电力，其中，所述第一井和所述第二井内的压力差导致气体从所述第一井和所述第二井中压力高的一方流向压力低的一方；
检测设备，用于检测所述第一井和所述第二井的压力；在所述第一井和所述第二井之间的压力差小于阈值的情况下，向所述第一井和所述第二井中压力大的一方置入更多气体；其中，其中，检测所述第一井和所述第二井的压力，在所述第一井和所述第二井之间的压力差小于阈值的情况下，向所述第一井和所述第二井中压力大的一方置入更多气体；其中，预先配置一个压力差的最大值和压力差的最小值，最小值就是上述的阈值，该阈值是根据发电机的参数确定的；当第一井和第二井中的压力差在最小值和最大值之间的时候，不进行任何气体的注入动作，当第一井和第二井的压力差小于等于所述阈值的时候，开始向第一井或第二井注入气体，在注入气体的时候，关闭第一井和第二井之间的气体流通通道，或者，也不关闭，在注入气体的时候进行发电；为每个井设置一个最大压力值，当该井中的压力值大于最大压力值的时候，停止向该井注入气体；第一井和第二井的压力差小于等于阈值的时候，如果第一井为多口井，并且多口井相通的情况下，切断所述多口井中的除一个井以外其他井与第二井的通气，将在没有切断与第二井通气的井中注入气体；如果第一井为多口井，并且多口井不相通的情况下，所述多口井中选择压力最大的井注入气体。
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