采集地热能供热的二氧化碳捕获与封存系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种采集地热能供热的二氧化碳捕获与封存系统，包括二氧化碳吸收捕获系统、二氧化碳分离净化系统和二氧化碳地热采集循环系统；二氧化碳吸收捕获系统包括吸收塔，二氧化碳分离净化系统包括解析塔、冷凝器和冷凝液储箱，解析塔的外部配套设置有溶液煮沸器，二氧化碳地热采集循环系统包括解析气压缩机、循环气压缩机、抽气机、地热层输入管和地热层回收管；所述溶液煮沸器的加热气输入口与地热层回收管的地面端相连通，所述溶液煮沸器的乏汽排出口通过循环气输入管连接至地热层输入管，所述循环气输入管上设置有循环气压缩机。本实用新型专利技术结合超临界CO

Carbon dioxide capture and storage system for geothermal energy heating

The utility model discloses a collection of geothermal heating of carbon capture and storage system, including carbon dioxide and carbon dioxide separation purification system of geothermal collection system, carbon dioxide capture cycle system; the absorption of carbon dioxide capture system includes absorption tower, two carbon dioxide separation purification system including analytical tower, condenser and condensate tank, analytical column external support is provided with a solution heat exchanger, carbon dioxide cycle geothermal collection system includes analysis of air compressor, circulating air compressor, air pump, inlet pipe and geothermal geothermal reservoir layer heating gas recovery tube; the solution boiling device transmission entrance is communicated with the geothermal reservoir recovery tube ground terminal, the solution of the exhaust steam boiling device outlet circulation through the gas inlet pipe is connected to the input layer of hot pipe, the circulating gas inlet pipe is provided with a circulating gas compressor Machine. The utility model combines supercritical CO

【技术实现步骤摘要】
采集地热能供热的二氧化碳捕获与封存系统
本技术涉及二氧化碳捕获与封存技术，特别是指一种采集地热能供热的二氧化碳捕获与封存系统。
技术介绍
进入二十一世纪，人类所面临的最大挑战之一为大量排放的温室气体所造成的“温室效应”，由此引起全球变暖、气候变化以及对生态、经济、社会等方面产生综合影响的全球性的环境问题。二氧化碳是有机物质及石化燃料燃烧的主要产物，同时也被认为是造成温室效应及全球变暖的的主要成分之一，约占温室气体的2/3。目前，全球每年的二氧化碳排放量，2011年升至335亿吨，我国已成为二氧化碳排放第一大国，而且排放量还在不断增加。全球应对气候变化的核心是减少温室气体排放，其中主要是减少能源消费的二氧化碳排放。2009年11月，我国对世界庄严承诺：到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40～45％。燃煤电厂二氧化碳排放是我国温室气体的最主要排放源，约占我国二氧化碳排放总量的50％。近年来，随着火电装机容量的迅速增多，燃煤电厂二氧化碳排放的绝对数量和相对比例还将进一步增加。由于我国能源结构以燃煤发电为主，以及今后对燃煤发电的长期投入，从燃煤烟气中有效的脱除二氧化碳将刻不容缓。目前，燃煤电厂捕获烟气中二氧化碳的方法主要有吸收法、吸附法以及膜分离法等，化学吸收法是目前技术上最成熟的方法，其原理是烟气中的CO2与化学溶剂发生反应而被吸收，吸收CO2达到平衡的化学溶剂变成富液，富液进入再生塔加热解析放出CO2气体而变为贫液，液再去循环吸收烟气中的CO2，如此通过吸收溶液在吸收塔和再生塔中的循环运行，烟气中的CO2得到捕集、分离和提纯。中国专利ZL201010510906.X公开了一种活性碳酸钠捕集电站烟气中二氧化碳的设备，包括通过管道相连的吸收塔、再生塔(即解析塔)、冷却器、气液分离器、干燥器、压缩机和冷凝器。吸收塔的下部烟气进口和顶部烟气出口之间自下而上依次设置有多组吸收剂喷淋层和至少一组除雾装置，吸收塔的底部碳酸氢钠浆液出口与斜板沉淀池的上部浆液进口相连，斜板沉淀池的上部吸收剂进口与吸收剂容器相连，斜板沉淀池的上清液出口通过吸收剂循环泵与吸收塔内的吸收剂喷淋层相连，斜板沉淀池的底流出口通过碳酸氢钠泵与再生塔的上部进料口相连，再生塔的下部出料口通过碳酸钠泵与斜板沉淀池的上部吸收剂进口相连，再生塔的上部解析气出口通过冷却器与气液分离器的进口相连，气液分离器的气体出口依次与干燥器、压缩机、冷凝器串联连接。由此，在脱除烟气中二氧化碳的同时，通过上述组合为一体的设备对其进行再生、脱水、干燥、压缩和冷凝等连续处理，直至获得高纯度液态二氧化碳。化学吸收法捕获二氧化碳的不足之处在于，所采用的化学吸收剂(如碳酸钠)需要在80～130℃的温度下进行解析再生。该过程首先在与再生塔配套的煮沸器中利用蒸汽对化学吸收剂进行加热，产生的蒸汽进一步在再生塔内对化学吸收剂进行加热解析。由于需要抽取电站蒸汽进行加热，故增加了蒸汽消耗，造成发电效率的下降，经济效益较差，难以在燃煤电厂大范围推广应用。另一方面，采用超临界CO2作为采热介质，循环携带高温储层地热能，是一种新型地热开采方式。超临界CO2是指二氧化碳在温度高于临界温度Tc＝31.26℃，压力高于临界压力Pc＝7.4MPa的状态下，性质会发生变化，其密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的100倍。BROWNDW于2000年在其《AhotdryrockgeothermalenergyconceptutilizingsupercriticalCO2insteadofwater》一文中首次提出注超临界CO2开采干热岩地热(CO2-EGS)概念：利用超临界CO2具有的携热优势，压裂干热岩储层并作为携热介质在储层内循环流动。由于EGS系统需要超深钻井技术和压裂技术，经济效益并不明显。且有研究指出，深部压裂技术有可能造成储层伤害、CO2泄露并引发地震活动。针对此问题，Ran-dolph等于2011年在其《Couplingcarbondioxidesequestrationwithgeothermalenergycaptureinnaturallypermeable,porousgeologicformations:implicationsforCO2sequestration》一文中提出注超临界CO2开采深部盐水层地热能方法，为区别于CO2-EGS，他命名此种开采地热方式为CO2羽流式地热系统(CO2-plumegeothermal，CPG)。中国石油大学任韶然等在《注超临界CO2开采高温废弃气藏地热机制与采热能力分析》一文中以150℃高温气藏为研究对象，在分析超临界CO2和水热物性基础上，提出注超临界CO2开采高温废弃气藏地热能的方法。中国石油大学裴晶晶在其硕士学位论文《利用CO2开发干热岩地热资源的可行性研究》中指出，将CO2资源化利用的思想应用于地热开发，不论对于地热开发还是对于地质埋存，都具有重要的意义。超临界CO2具有明显的采热优势，可以用作携热介质或代替地下热水。对于地热开采，可以获得CO2埋存的环保效益；对于地质埋存，可以获得地热开采带来的经济效益，用于补偿CO2捕集、输送、注入和监测等一系列的费用，有利于提升地质埋存技术的经济吸引力。综上所述，在超临界CO2地热能开采技术日益成熟的背景下，若采集地热能为化学吸收法解析过程供热，可节省大量加热蒸汽，提高化学吸收法的经济性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种经济性好、节能环保的采集地热能供热的二氧化碳捕获与封存系统。为实现上述目的，本技术所设计的采集地热能供热的二氧化碳捕获与封存系统，包括二氧化碳吸收捕获系统、二氧化碳分离净化系统和二氧化碳地热采集循环系统；所述二氧化碳吸收捕获系统包括吸收塔，所述二氧化碳分离净化系统包括解析塔、冷凝器和冷凝液储箱，所述解析塔的外部配套设置有用于对塔内溶液进行加热的溶液煮沸器，所述二氧化碳地热采集循环系统包括解析气压缩机、循环气压缩机、抽气机、用于将二氧化碳导入地热层的地热层输入管和用于将二氧化碳导出地热层的地热层回收管；所述吸收塔的烟气输入口与外部烟气系统通过烟气输入管相连通，用于将外部烟气系统中含有二氧化碳的烟气输入到吸收塔中；所述吸收塔的贫液输入口与解析塔的贫液输出口通过贫液返回管相连通，用于将解析塔解析出二氧化碳后的贫液输入到吸收塔中；所述吸收塔的富液输出口与解析塔的富液输入口通过富液输送管相连通，用于将吸收塔吸收二氧化碳后的富液输入到解析塔进行解析；所述解析塔的解析气输出口通过解析气输入管连接至地热层输入管，所述冷凝器、解析气压缩机设置在解析气输入管上；所述冷凝液储箱的冷凝液输入口与所述冷凝器的冷凝液输出口相连通，所述述冷凝液储箱的冷凝液输出口与吸收塔的贫液输入口通过冷凝液回收管相连通；所述冷凝液储箱用于储存冷凝器冷凝回收下来的水与化学吸收剂，同时作为少量新鲜化学吸收剂的补充储箱；所述抽气机设置在地热层回收管上，用于将地下经地热换热升温的二氧化碳抽回到地面上来；所述溶液煮沸器的加热气输入口与地热层回收管的地面端相连通，所述溶液煮沸器的乏气排出口(乏气指加热后热量降低的二氧化碳)通过循环气输入管(与解析气输入管并联)连接至地热层输入管，所述循环气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采集地热能供热的二氧化碳捕获与封存系统，包括二氧化碳吸收捕获系统、二氧化碳分离净化系统和二氧化碳地热采集循环系统，其特征在于：所述二氧化碳吸收捕获系统包括吸收塔(1)；所述二氧化碳分离净化系统包括解析塔(3)、冷凝器(5)和冷凝液储箱(6)，所述解析塔(3)的外部配套设置有用于对塔内溶液进行加热的溶液煮沸器(4)；所述二氧化碳地热采集循环系统包括解析气压缩机(12)、循环气压缩机(13)、抽气机(11)、用于将二氧化碳导入地热层的地热层输入管(21)和用于将二氧化碳导出地热层的地热层回收管(20)；所述吸收塔(1)的烟气输入口与外部烟气系统通过烟气输入管(18)相连通；所述吸收塔(1)的贫液输入口与解析塔(3)的贫液输出口通过贫液返回管(17)相连通；所述吸收塔(1)的富液输出口与解析塔(3)的富液输入口通过富液输送管(16)相连通；所述解析塔(3)的解析气输出口通过解析气输入管(22)连接至地热层输入管(21)，所述冷凝器(5)、解析气压缩机(12)设置在解析气输入管(22)上；所述冷凝液储箱(6)的冷凝液输入口与所述冷凝器(5)的冷凝液输出口相连通，所述述冷凝液储箱(6)的冷凝液输出口与吸收塔(1)的贫液输入口通过冷凝液回收管(24)相连通；所述抽气机(11)设置在地热层回收管(20)上；所述溶液煮沸器(4)的加热气输入口与地热层回收管(20)的地面端相连通，所述溶液煮沸器(4)的乏气排出口通过循环气输入管(23)连接至地热层输入管(21)，所述循环气输入管(23)上设置有循环气压缩机(13)；所述富液输送管(16)上设置有富液泵(7)；所述贫液返回管(17)上设置有贫液泵(8)；所述冷凝液回收管(24)上设置有冷凝液泵(9)。...

【技术特征摘要】
1.一种采集地热能供热的二氧化碳捕获与封存系统，包括二氧化碳吸收捕获系统、二氧化碳分离净化系统和二氧化碳地热采集循环系统，其特征在于：所述二氧化碳吸收捕获系统包括吸收塔(1)；所述二氧化碳分离净化系统包括解析塔(3)、冷凝器(5)和冷凝液储箱(6)，所述解析塔(3)的外部配套设置有用于对塔内溶液进行加热的溶液煮沸器(4)；所述二氧化碳地热采集循环系统包括解析气压缩机(12)、循环气压缩机(13)、抽气机(11)、用于将二氧化碳导入地热层的地热层输入管(21)和用于将二氧化碳导出地热层的地热层回收管(20)；所述吸收塔(1)的烟气输入口与外部烟气系统通过烟气输入管(18)相连通；所述吸收塔(1)的贫液输入口与解析塔(3)的贫液输出口通过贫液返回管(17)相连通；所述吸收塔(1)的富液输出口与解析塔(3)的富液输入口通过富液输送管(16)相连通；所述解析塔(3)的解析气输出口通过解析气输入管(22)连接至地热层输入管(21)，所述冷凝器(5)、解析气压缩机(12)设置在解析气输入管(22)上；所述冷凝液储箱(6)的冷凝液输入口与所述冷凝器(5)的冷凝液输出口相连通，所述述冷凝液储箱(6)的冷凝液输出口与吸收塔(1)的贫液输入口通过冷凝液回收管(24)相连通；所述抽气机(11)设置在地热层回收管(20)上；所述溶液煮沸器(4)的加热气输入口与地热层回收管(20)的地面端相连通，所述溶液煮沸器(4)的乏气排出口通过循环气输入管(23)连接至地热层输入管(21)，所述循环气输入管(23)上设置有循环气压缩机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志龙，方章建，杨清萍，胡书传，
申请(专利权)人：中盈长江国际新能源投资有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42