1.一種二氧化碳地質(zhì)封存結(jié)構(gòu),其特征在于:該封存結(jié)構(gòu)包括封存層、注入通道、二氧化碳水合物和廢棄能源區(qū);其中:
封存層:用于將二氧化碳以二氧化碳水合物的形式存儲(chǔ);封存層設(shè)置于廢棄能源區(qū)之內(nèi)的空間中;
注入通道:用于將二氧化碳廢氣向封存層內(nèi)注入;所述注入通道的一端與封存層相連通,注入通道的另一端設(shè)于廢棄能源區(qū)之外;
二氧化碳水合物:所述二氧化碳廢氣經(jīng)注入通道進(jìn)入封存層后,與封存層內(nèi)的水生成二氧化碳水合物,并存儲(chǔ)于封存層內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳地質(zhì)封存結(jié)構(gòu),其特征在于:所述廢棄能源區(qū)為廢棄的油田、廢棄的氣田或廢棄尾礦;所述封存層為廢棄的油田、廢棄的氣田或廢棄尾礦中存在的廢棄的開采空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳地質(zhì)封存結(jié)構(gòu),其特征在于:所述封存層內(nèi)注入的二氧化碳廢氣的體積為封存層容積的150~200倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳地質(zhì)封存結(jié)構(gòu),其特征在于:所述封存層內(nèi)在注入二氧化碳廢氣前含水飽和度大于0.1,孔隙率為0.1~0.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳地質(zhì)封存結(jié)構(gòu),其特征在于:所述封存層位于地表面以下300~500米。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二氧化碳地質(zhì)封存結(jié)構(gòu),其特征在于:所述封存層內(nèi)溫度為0~8℃,壓力為2~6MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳地質(zhì)封存結(jié)構(gòu),其特征在于:注入封存層內(nèi)的二氧化碳廢氣為二氧化碳含量≥90at.%的氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳地質(zhì)封存結(jié)構(gòu),其特征在于:所述注入通道為生產(chǎn)井通道。
9.利用權(quán)利要求1所述封存結(jié)構(gòu)進(jìn)行的二氧化碳地質(zhì)封存方法,其特征在于:該封存方法是將工廠產(chǎn)生的二氧化碳廢氣經(jīng)由注入通道注入到廢棄能源區(qū)內(nèi)的封存層中,注入的二氧化碳廢氣與封存層內(nèi)殘留的水生成固態(tài)的二氧化碳水合物,從而實(shí)現(xiàn)二氧化碳的封存。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二氧化碳地質(zhì)封存方法,其特征在于:該封存方法具體包括如下步驟:
(1)將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣收集;
(2)煙氣經(jīng)過粗處理,得到二氧化碳含量大于90at.%的二氧化碳廢氣;
(3)將二氧化碳廢氣由注入通道注入封存層內(nèi),注入前控制封存層內(nèi)的壓強(qiáng)低于二氧化碳蒸氣壓,防止液化帶來的流動(dòng)性減弱;由于二氧化碳廢氣中含有工業(yè)生產(chǎn)中自帶的氮?dú)猓⑷氤跗诓⒉粫?huì)生成水合物,其有利于二氧化碳廢氣在封存層中的流動(dòng);
(4)當(dāng)封存層內(nèi)的壓強(qiáng)由于持續(xù)不斷的氣體注入達(dá)到二氧化碳水合物生成的臨界值時(shí),水合物開始生成;此后封存層內(nèi)的壓強(qiáng)保持恒定在平衡壓強(qiáng)以上500kPa,直至氣體注入結(jié)束。