用于大规模储存co

用于大规模储存co

0co地质储存的济性问题具有独特的co2物理特性的可变临界温度决定了大量储存co2的复杂性。而有效性和经济性是限制CO2地质储存发展的最主要因素。以目前的技术进行CO2的地质储存成本还较高,因此,降低成本将是开展CO2地质储存面临的主要挑战。出于经济方面的考虑,CO2的地质储存优先考虑的是将CO2注入到耗竭的油田和煤层之中,以提高石油和煤层气(甲烷气体)的采收率。另外,储存CO2的方法还有低温液化存储、储罐存储等。1地下储库需分区合作法目前最有前景的是孔隙地层中的地下储存,其流程见图1。CO2地下存储技术的基本思路是:把从集中排放源(发电厂、钢铁厂等)得到的废气进行净化处理后得到的纯净CO2,通过管道输送至隔离场地,调整压力后注入地下深处。CO2地质储存包括三个环节:a)在CO2排放源利用一定技术分离出纯净的CO2;b)将分离的CO2输送到使用或储存CO2的地质储存场所;c)将输送的CO2储存到地质储集层/构造或海洋中。若需储库中的气体时,从井内采出CO2气体,集中到配气站,经过净化后输给用户。以这种方式储存的CO2气体适用于油田注气。与天然气不同,在地下储存CO2时,CO2可能发生相态变化,用压缩机压缩之后,CO2处于超临界压力和温度条件下,而在以后沿矿场管线和井筒的流动中,由于与周围介质的热交换,可能会出现局部或全部冷凝。在地下储库里,如果地层温度高于临界温度,二氧化碳会重新转为气态。如果系统中的压力不低于蒸汽压,那么在采出CO2时,它也可能在矿场管线中出现冷凝。因此,在地下储存CO2的设计中必须考虑到上述现象。近年来,为了满足储存不同产品的需求,地下盐层储库也得到了很大的发展,见图2。根据储库储存气体的采出特点,可将地下储库分为盐水驱采气和“干”驱动(压力驱动)采气两种形式。干式法是将气注入含盐水的地下储层,以注入气来驱替冲蚀后仍留在储层里的盐水。然后卸掉用于冲蚀的悬挂管柱而使套管成为生产管柱。用压缩机将气体注入储库,而气体的采出则靠储库的内部压力。干式储存时,储库可以被抽空到常压,而在每个采出和注入循环中,储库内的压力值变化范围都很大,这就必然会造成周围矿体中压力的再分配,因而降低了系统的稳定性。因此,在这种储存条件下,对储库的工作室必须有更加严格的要求。带盐水的储存法就没有上述缺点,因为在这种储存条件下,储库可在常压下运行。这时,在整个工作期限内,注采井均保持双筒结构。悬挂管和套管之间的环形空间是用来注入和采出气体的。盐水顺着中心(悬挂)管柱送入储库内,采气时通过盐水将储存气体从储库内驱出,当通过中心管柱注气时,盐水就被挤出来。使用这种方法的缺点是必须储备大量的盐水,而且气体中含水。因此必须有辅助的干燥装置。不管是废弃的油气藏或者正在开发的油气藏,还是已经不可开采的煤层都有储存空间埋存CO2。直接注入到废弃的油气藏或不可开采的煤层中埋存,CO2就会部分永久的埋存于地下,大量埋存CO2,缓解CO2向空中排放的压力。但考虑到经济效益,为达到油气增产和CO2埋存的双赢,更多采用的是将CO2注入到正在开发的油气藏或煤田中,提高油(EOR)、气(EGR或ECBM)采收率。2密度罐槽将天然CO2气源或集中排放源分离得到的废气经过处理之后,根据具体情况,可以通过管道或者通过槽车运输到现场。对于后者,当汽车槽车开到接卸站后,分别接通储罐与槽车的气相及液相管,利用槽车的接卸液泵,将CO2卸到储罐。在CO2罐车向用户储罐充装过程中,通过金属软管连接好输液管和平衡管,同时启动循环泵以保证必要的输送高度,见图3。二氧化碳低温储罐(槽)是CO2储存及汽化装置项目中的主要设备,储罐(槽)中CO2以-23～-30℃液态存在,低温状态由制冷机维持。低温液态CO2储罐结构为内外容器组成的双层容器,为真空粉末绝热型式,可分立式和卧式两类,有效容积从5～50m3不等,最高工作压力为2.2MPa。内容器材料选16MnDR,外容器材料可根据用户地区不同选Q235-B或16MnR,内、外容器夹层充填绝热材料珠光砂并抽真空。储罐内容器上部设置了压力表、差压式液位计和液位对照表,可以随时掌握内容器储存量及压力变化,便于充装及排液时的操作。储罐下部设置了专用储罐真空检测、真空规管及真空阀可定期或随时用真空计进行检测夹层真空度,确保储罐的安全运行。3平台系统见图1CO2储液站是近年来发展起来的一项新技术。具有储运量大,自动化程度高、气体纯度高、效率高以及储运成本低等优点,可替代二氧化碳气瓶技术。采用这种技术可以把气态CO2净化并且干燥,然后冷却成为液态CO2,压力一般在1.3～4.0MPa之间,温度在-40～5℃之间。其组成见图4。用二氧化碳槽车把液态CO2从生产厂家运送到使用地,槽车压力一般为1.5MPa左右,温度在-30℃上下。把槽车液相及气相管与槽车接口相连,打开气相截止阀2使储罐与槽车压力平衡,再打开液相球阀1,启动槽车泵把CO2液体从槽车压入储罐。由于整个系统从环境中吸收热量,储罐内CO2的压力和温度逐步升高,设计压力增幅不大于0.15MPa/d。使用时,液态CO2通过液相截止阀3从下部进入汽化器管程,同时水蒸气经调节阀5从上部进入汽化器壳程,冷凝水经疏水阀7排出。管程液态CO2从下至上逐渐升温变为气态。压力控制仪PIC根据测到的压力信号自动调节压缩空气压力的高低,从而控制压力调节阀6,使输出CO2气体的压力稳定在某一定值上。温度控制仪TIC将根据感知的温度信号自动控制压缩空气压力高低,来调节加热水蒸气的进量,使输出CO2气体的温度稳定在某一定值上,整个生产过程全部自动化。当储罐里的压力升到允许最高工作压力时,关闭CO2液相截止阀3,储罐里气相CO2通过气相截止阀4进入汽化器,随着储罐里液态CO2的不断汽化,压力慢慢降低,当压力降至正常值时,再打开液相截止阀3继续使用液相CO2。停车时关闭CO2出口截止阀12及水蒸气进口截止阀13,当压力升高到允许最高工作压力时,压力控制仪15将启动制冷机组14,对储罐中的气相CO2进行冷却,压力降低到正常值后,制冷机自动关闭。4晶体干冰固态CO2俗称“干冰”。通过将CO2通过强制制冷,然后在脱模内稍稍加温进行脱模处理,即可得到晶体干冰。但目前由于固态CO2生产工艺困难,同时因为低温(-78℃以下)的制冷以及其后固态CO2的液化和液态CO2的汽化的能耗都比较高,无法大规模生产,所以采用固态储存并不常用。5减少温室气体排放的方法二氧化碳储存技术不仅可以将其变废