一种捕集、利用冶金产生CO2的管道及其铺设工作方法技术

一种捕集、利用冶金产生CO2的管道，包括依次连通的CO2捕集部、CO2提取提纯部、CO2加压储存部、CO2分配器和管道监测装置；所述CO2提取提纯部和CO2加压储存部之间通过CO2输送管道相连，所述CO2加压储存部和CO2分配器之间通过CO2输送管道相连；在所述CO2输送管道上分布串联设置有球罐，在每个所述球罐的入罐管道上设置有加压泵，在每个所述球罐的出罐管道上依次设置有管道组件和气体放散装置。本发明专利技术针对冶金过程产生CO2的流程段进行实时CO2捕集，经过提取提纯、加压储存、输送，最终经CO2分配器通过终端用户管路分别用于油田驱油领域、农作物培育生产领域等各种消耗二氧化碳的技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种捕集、利用冶金产生CO2的管道及其铺设工作方法，属于二氧化碳捕集、利用与埋存的

技术介绍
冶金生产十二氧化排放大户，其生产使用焦炭作为还原剂，高炉炼铁生产产生的高炉煤气、转炉炼钢生产产生的转炉煤气，其可燃成分均为一氧化碳，冶金生产过程包括烧结、高炉、转炉、轧钢加热炉、燃气锅炉、石灰窑等，均使用煤气作燃料，燃烧产物含有大量的二氧化碳，排放量巨大。捕集冶金生产过程产生的CO2，提纯、加压，通过二氧化碳管道系统输送至油田、农业大棚、化工、食品等用户，用于直接利用或进一步提纯利用，通过管道输送至用户的CCUS系统及方法，具有规模大、协同污染治理、捕集成本低等优点。从二氧化碳产生源看，当前钢铁、化工等行业产能过剩、产品档次低，企业严重亏损。捕集并处理造成大气污染的排放烟气，使其达标排放，并提取二氧化碳，不仅可获得出售二氧化碳经济效益，还可以进行内部结构优化，变落后产能为“先进”产能，避免淘汰，从根本上解决大气排放污染，根治重化企业环境污染问题，获得社会效益。从二氧化碳的使用看，二氧化碳作为廉价的、稳定的介质，在石油工业、农业、生物质能源等方面，大有可为，可提高资源利用效率，极大地改善环境。因此可以说该项技术在油田的推广将有助于CCUS技术在我国的大范围推广。现今针对远距离输送二氧化碳的管道并未见有报道，但是随着二氧化碳捕集、提纯、储存、利用等研究的展开，对二氧化碳管道的设计和铺设将成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种捕集、利用冶金产生CO2的管道。本专利技术还提供上述管道的铺设工作方法。本专利技术的技术方案如下：一种捕集、利用冶金产生CO2的管道，包括依次连通的CO2捕集部、CO2提取提纯部、CO2加压储存部、CO2分配器和管道监测装置；所述CO2提取提纯部和CO2加压储存部之间通过CO2输送管道相连，所述CO2加压储存部和CO2分配器之间通过CO2输送管道相连；在所述CO2输送管道上分布串联设置有球罐，在每个所述球罐的入罐管道上设置有加压泵，在每个所述球罐的出罐管道上依次设置有管道组件和气体放散装置。本专利技术所述捕集、利用冶金产生CO2的管道针对冶金过程产生CO2的流程段(例如，捕集冶炼铁、轧钢加热炉、燃气锅炉、石灰窑等)进行实时CO2捕集，经过提取提纯、加压储存、输送，最终经CO2分配器通过终端用户管路分别用于油田驱油领域、农作物培育生产领域等各种消耗二氧化碳的
根据本专利技术优选的，所述管道组件包括法兰、垫片、阀门、膨胀器和疏水器。根据本专利技术优选的，所述气体放散装置包括放散管和放散阀门。此处设计的优点在于，保障CO2安全输送，当管道内压力超出安全阈值时，检修人员手动或自动对管道内气体进行放散。根据本专利技术优选的，在所述CO2输送管道上还设置有管道支撑件和检修装置。所述管道支撑件，不仅要支撑管道重量,还要起到平衡管系作用力,限制管道位移和吸收震动,改善管道的应力分布和对管架的作用力,确保管道系统安全运行,并延长其使用寿命。根据本专利技术优选的，所述CO2输送管道为CO2提供临界输送条件，管道内压力范围：4.8MPa～21MPa，管道内温度范围：31.26-33℃。根据本专利技术优选的，在所述CO2输送管道上还设置有加热器和加压泵。本专利技术采用对CO2的管道安装加热器和加压泵的方式分别对其进行温度控制和压力控制，保证CO2在临界、超临界状态下，管道内压力稳定。根据本专利技术优选的，所述检修装置包括检修平台、检修孔。此处设计的优点在于，方便输送沿线管理站派出的检修人员能够对输送管道或沿线设施迅速检修和维护。根据本专利技术优选的，所述管道监测装置负责检测CO2输送管道沿线的气体流量、压力、温度，并实时将上述气体流量、压力、温度上传至远程中控平台；在所述远程中控平台中设置有“安全生产输送数据库”，对应储存有CO2输送管道各个输送段的安全输送气体流量阈值、压力阈值和温度阈值：所述管道监测装置实时检测到的气体流量、压力或温度，超过所述安全输送气体流量阈值、压力阈值和温度阈值时，则所述远程中控平台向CO2输送管道沿线设置的管理站通信，发出报警检修提示，对应的管理站派出检修人员或机械对具体位置的CO2输送管道进行检修排查。根据本专利技术优选的，所述CO2捕集部所采用的捕集方法为：燃烧前二氧化碳分离技术、富氧燃烧技术、燃烧后二氧化碳捕集技术、膜分离法或化学链燃烧法。所述燃烧前二氧化碳分离技术为燃烧前分离CO2的方法是通过水煤气变换反应，把CO气体转化为CO2和H2,转化后CO2的富集度提高30％-40％,再通过物理吸收系统把CO2分离掉,剩下的大部分为理想的富氢燃料气。所述富氧燃烧技术就是用比通常空气(含氧21％)含氧浓度高的富氧空气进行燃烧。它是一项高效节能的燃烧技术，在玻璃工业、冶金工业及热能工程领域均有应用。富氧燃烧技术的原理是用纯氧燃烧同体燃料，由二氧化碳循环流控制燃烧。富氧燃烧产生的烟气主要由水和二氧化碳组成，采用水分离技术在后端能比较容易地捕集到二氧化碳。所述燃烧后二氧化碳捕集技术为：在燃烧后排放的气体中捕集二氧化碳。燃烧后捕集技术具有广泛的适用性。分离CO2的过程中成本非常高。燃烧后捕获CO2技术面临的工程设计挑战是：烟气中CO2分压相对较低，烟气温度相对较高。捕集燃烧后的二氧化碳的主要技术方法有：化学吸收法，物理吸附法以及现代新方法。1)化学吸收法是使原料气和化学溶剂在吸收塔内发生可逆化学反应，二氧化碳进入溶剂形成富液，富液进入脱吸塔加热分解出二氧化碳。主要方法有胺法、氨水溶液吸收技术、碳酸盐吸收法。2)物理吸附法。吸附法是一种利用固态吸附剂对原料气中的CO2进行有选择性的可逆吸附作用来分离回收CO2的新技术。根据解吸操作过程的方法不同可分为变压吸附和变温吸附(包括最新出现的电解吸)。物理吸附选择性较差、吸附容量低、吸附剂易再生，通常采用能耗较低的变压吸附法(PSA)；化学吸附选择性较好、吸附剂再生比较困难，吸附操作须采用能耗较高的变温吸附法(TSA)。所述膜分离法是指依靠气体与薄膜材料之间的选择性溶解与渗透作用，在膜两侧压差的推动下，使得一种组分快速溶解并通过该薄膜，从而将混合气体分离成剩余气流和穿透气流两部分。所述化学链燃烧法是采用金属氧化物作为载氧体，同含碳燃料进行反应，金属氧化物在氧化反应器和还原反应器中循环。化学链烧技术(CLOU)不仅可以实现低能耗分离和捕集CO2，而且具有能量利用率高、抑制或根除NOx的生成等优点，为实现CO2减排提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种捕集、利用冶金产生CO2的管道，其特征在于，该管道包括依次连通的CO2捕集部、CO2提取提纯部、CO2加压储存部、CO2分配器和管道监测装置；所述CO2提取提纯部和CO2加压储存部之间通过CO2输送管道相连，所述CO2加压储存部和CO2分配器之间通过CO2输送管道相连；在所述CO2输送管道上分布串联设置有球罐，在每个所述球罐的入罐管道上设置有加压泵，在每个所述球罐的出罐管道上依次设置有管道组件和气体放散装置。

【技术特征摘要】
1.一种捕集、利用冶金产生CO2的管道，其特征在于，该管道包括依次连通的CO2捕集
部、CO2提取提纯部、CO2加压储存部、CO2分配器和管道监测装置；
所述CO2提取提纯部和CO2加压储存部之间通过CO2输送管道相连，所述CO2加压储存部和
CO2分配器之间通过CO2输送管道相连；
在所述CO2输送管道上分布串联设置有球罐，在每个所述球罐的入罐管道上设置有加压
泵，在每个所述球罐的出罐管道上依次设置有管道组件和气体放散装置。
2.根据权利要求1所述的一种捕集、利用冶金产生CO2的管道，其特征在于，所述管道
组件包括法兰、垫片、阀门、膨胀器和疏水器。
3.根据权利要求1所述的一种捕集、利用冶金产生CO2的管道，其特征在于，所述气体
放散装置包括放散管和放散阀门。
4.根据权利要求1所述的一种捕集、利用冶金产生CO2的管道，其特征在于，在所述CO2输送管道上还设置有管道支撑件和检修装置。
5.根据权利要求1所述的一种捕集、利用冶金产生CO2的管道，其特征在于，所述CO2输送管道为CO2提供临界输送条件，管道内压力范围：4.8MPa～21MPa，管道内温度范围：
31.26-33℃。
6.根据权利要求5所述的一种捕集、利用冶金产生CO2的管道，其特征在于，在所述CO2输送管道上还设置有加热器和加压泵。
7.根据权利要求4所述的一种捕集、利用冶金产生CO2的管道，其特征在于，所述检修
装置包括检修平台、检修孔。
8.根据权利要求1所述的一种捕集、利用冶金产生CO2的管道，其特征在于，所述管道
监测装置负责检测CO2输送管道沿线的气体流量、压力、温度，并实时将上述气体流量、压力、
温度上传至远程中控平台；在所述远程中控平台中设置有“安全生产输送数据库”，对应储存
有CO2输送管道各个输送段的安全输送气体流量阈值、压力阈值和温度阈值：
所述管道监测装置实时检测到的气体流量、压力或温度，超过所述安全输送气体流量阈
值、压力阈值和温度阈值时，则所述远程中控平台向CO2输送管道沿线设置的管理站通信，发
出报警检修提示，对应的管理站派出检修人员或机械对具体位...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧漫子，王宗刚，梁凯丽，姜云康，
申请(专利权)人：济南科慧页岩化工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37