二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水合物法進(jìn)行天然氣儲(chǔ)存調(diào)峰【技術(shù)領(lǐng)域】和碳捕集與封存【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰方法與裝置。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和天然氣技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)天然氣需求量越來(lái)越大，天然氣的供應(yīng)和消費(fèi)之間的不平衡，使得城市管網(wǎng)每天面臨著調(diào)峰的問(wèn)題；由于大量化石燃料的燃燒，使得空氣中二氧化碳的濃度越來(lái)越高，引發(fā)的溫室效應(yīng)導(dǎo)致了海平面的上升及其他自然災(zāi)害；本發(fā)明解決了天然氣供氣量和消費(fèi)量之間的矛盾和化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w對(duì)環(huán)境的危害。
【專利說(shuō)明】二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰方法與裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水合物法進(jìn)行天然氣儲(chǔ)存調(diào)峰【技術(shù)領(lǐng)域】及碳捕集與封存【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰方法與裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]能源利用和環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為世界各國(guó)的基本問(wèn)題。隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)壓力的不斷增大，作為清潔高效能源的天然氣的利用比重日益增大。長(zhǎng)距離、高壓力、網(wǎng)格化的大型供氣系統(tǒng)已成為目前世界天然氣輸氣管道的發(fā)展趨勢(shì)。以西氣東輸二線的啟動(dòng)為標(biāo)志，我國(guó)天然氣管網(wǎng)正式進(jìn)入快速發(fā)展階段。
[0003]城市天然氣管網(wǎng)輸配系統(tǒng)中，各類燃?xì)庥脩舻男枨罅坎粩嘧兓?，供氣量基本穩(wěn)定工況。因此，為保證供氣的連續(xù)性和供氣與用氣之間的平衡，為解決天然氣的調(diào)峰問(wèn)題，針對(duì)各種調(diào)峰方式的特點(diǎn)，因地制宜地建設(shè)調(diào)峰設(shè)施、選擇不同的調(diào)峰方式，才能保證在各種情況下連續(xù)、安全、平穩(wěn)、及時(shí)地滿足用戶用氣。
[0004]碳捕集與封存(Carbon Capture and Storage,簡(jiǎn)稱CCS,也被譯作碳捕獲與埋存、碳收集與儲(chǔ)存等)是指將大型發(fā)電廠所產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)收集起來(lái)，并用各種方法儲(chǔ)存以避免其排放到大氣中的一種技術(shù)。二氧化碳的捕集方式主要有三種:燃燒前捕集(Pre-combust1n)、富氧燃燒(Oxy-fuel combust1n)和燃燒后捕集(Post-combust1n)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰方法與裝置。通過(guò)二氧化碳置換封存和調(diào)峰的聯(lián)合應(yīng)用，既實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)安全儲(chǔ)存與調(diào)峰，又減少了二氧化碳造成的溫室效應(yīng)，具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的雙重意義。
[0006]所述的二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰方法與裝置包括:第一三通閥(1)，膨脹制冷裝備(2)，對(duì)流式換熱器(3)，加臭裝置(4)，水合物生成塔(5)，水合物儲(chǔ)罐(6)，二氧化碳儲(chǔ)罐(7)，節(jié)流閥(8)，調(diào)壓閥(9)，壓力表(10)，第一離心泵(11)，冷媒儲(chǔ)罐(12)，第二離心泵(13)、第二三通閥(14)、干燥器(15)。
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案如下:經(jīng)過(guò)第一三通閥的部分高壓天然氣進(jìn)入膨脹制冷裝備后經(jīng)過(guò)對(duì)流式換熱器、加臭裝置進(jìn)入城市管網(wǎng)；經(jīng)過(guò)第一三通閥的另一部分高壓天然氣進(jìn)入水合物生成塔以水合物的形式進(jìn)入水合物儲(chǔ)罐；從二氧化碳儲(chǔ)罐出來(lái)的二氧化碳經(jīng)過(guò)節(jié)流閥、調(diào)壓閥、壓力表進(jìn)入水合物儲(chǔ)罐以二氧化碳水合物的形式埋地封存；給水和從水合物儲(chǔ)罐出來(lái)的水由第一離心泵注入到水合物生成塔,經(jīng)過(guò)水合物儲(chǔ)罐進(jìn)入第一離心泵；從冷媒儲(chǔ)罐出來(lái)的冷媒由第二離心泵注入到對(duì)流式換熱器后經(jīng)過(guò)水合物儲(chǔ)罐、水合物生成塔流入冷媒儲(chǔ)罐中；用氣低峰時(shí)，水合物儲(chǔ)罐未以水合物形式存在的天然氣經(jīng)過(guò)第二三通閥進(jìn)入水合物生成塔；用氣高峰時(shí)，分解出來(lái)的天然氣經(jīng)過(guò)第二三通閥、干燥器、加臭裝置進(jìn)入城市管網(wǎng)。
[0008]所述的二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰方法與裝置，用氣高峰時(shí)，從二氧化碳儲(chǔ)罐出來(lái)的二氧化碳經(jīng)過(guò)節(jié)流閥、調(diào)壓閥、壓力表進(jìn)入水合物儲(chǔ)罐置換天然氣水合物滿足用戶對(duì)天然氣的消費(fèi)量，得到二氧化碳水合物埋地封存。
[0009]發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
[0010]本發(fā)明充分利用高壓輸氣管道的壓力能生產(chǎn)天然氣水合物，幾乎不需要消耗電能。流程簡(jiǎn)單、設(shè)備少、金屬耗費(fèi)少、調(diào)節(jié)靈活、工作可靠、易啟動(dòng)、操作及維護(hù)方便、運(yùn)行費(fèi)用低。不僅有效地利用管網(wǎng)壓力能，解決城市燃?xì)獾娜铡⑿r(shí)調(diào)峰問(wèn)題，再分解天然氣水合物的同時(shí)還將二氧化碳以水合物的形式封存，減少了二氧化碳造成的溫室效應(yīng)，具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的雙重意義。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0012]圖1為二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰裝置示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明專利作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:本發(fā)明專利具體涉及二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰方法與裝置，經(jīng)過(guò)第一三通閥的部分高壓天然氣進(jìn)入膨脹制冷裝備后經(jīng)過(guò)對(duì)流式換熱器、加臭裝置進(jìn)入城市管網(wǎng)；經(jīng)過(guò)第一三通閥的另一部分高壓天然氣進(jìn)入水合物生成塔以水合物的形式進(jìn)入水合物儲(chǔ)罐；從二氧化碳儲(chǔ)罐出來(lái)的二氧化碳經(jīng)過(guò)節(jié)流閥、調(diào)壓閥、壓力表進(jìn)入水合物儲(chǔ)罐以二氧化碳水合物的形式埋地封存；給水和從水合物儲(chǔ)罐出來(lái)的水由第一離心泵注入到水合物生成塔，經(jīng)過(guò)水合物儲(chǔ)罐進(jìn)入第一離心泵；從冷媒儲(chǔ)罐出來(lái)的冷媒由第二離心泵注入到對(duì)流式換熱器后經(jīng)過(guò)水合物儲(chǔ)罐、水合物生成塔流入冷媒儲(chǔ)罐中；用氣低峰時(shí)，水合物儲(chǔ)罐未以水合物形式存在的天然氣經(jīng)過(guò)第二三通閥進(jìn)入水合物生成塔；用氣高峰時(shí)，分解出來(lái)的天然氣經(jīng)過(guò)第二三通閥、干燥器、加臭裝置進(jìn)入城市管網(wǎng)。
[0014]詳細(xì)方案如下，所采用的裝置包括:第一三通閥(I)，膨脹制冷裝備(2)，對(duì)流式換熱器(3)，加臭裝置(4)，水合物生成塔(5)，水合物儲(chǔ)罐￠)，二氧化碳儲(chǔ)罐(7)，節(jié)流閥
(8)，調(diào)壓閥(9)，壓力表(10)，第一離心泵(11)，冷媒儲(chǔ)罐(12)，第二離心泵(13)、第二三通閥(14)、干燥器(15);其特征在于:經(jīng)過(guò)第一三通閥(I)的部分高壓天然氣進(jìn)入膨脹制冷裝備(2)后經(jīng)過(guò)對(duì)流式換熱器(3)、加臭裝置(4)進(jìn)入城市管網(wǎng)；經(jīng)過(guò)第一三通閥(I)的另一部分高壓天然氣進(jìn)入水合物生成塔(5)以水合物的形式進(jìn)入水合物儲(chǔ)罐￠);從二氧化碳儲(chǔ)罐(7)出來(lái)的二氧化碳經(jīng)過(guò)節(jié)流閥(8)、調(diào)壓閥(9)、壓力表(10)進(jìn)入水合物儲(chǔ)罐(6)以二氧化碳水合物的形式埋地封存；給水和從水合物儲(chǔ)罐(6)出來(lái)的水由第一離心泵(11)注入到水合物生成塔(5)，經(jīng)過(guò)水合物儲(chǔ)罐(6)進(jìn)入第一離心泵(11);從冷媒儲(chǔ)罐(12)出來(lái)的冷媒由第二離心泵(13)注入到對(duì)流式換熱器(3)后經(jīng)過(guò)水合物儲(chǔ)罐￠)、水合物生成塔(5)流入冷媒儲(chǔ)罐(12)中；用氣低峰時(shí)，水合物儲(chǔ)罐(6)未以水合物形式存在的天然氣經(jīng)過(guò)第二三通閥(14)進(jìn)入水合物生成塔(5);用氣高峰時(shí)，分解出來(lái)的天然氣經(jīng)過(guò)第二三通閥(14)、干燥器(15)、加臭裝置(4)進(jìn)入城市管網(wǎng)。
[0015]所述的二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰方法與裝置，用氣高峰時(shí)，從二氧化碳儲(chǔ)罐(7)出來(lái)的二氧化碳經(jīng)過(guò)節(jié)流閥(8)、調(diào)壓閥(9)、壓力表(10)進(jìn)入水合物儲(chǔ)罐(6)置換天然氣水合物滿足用戶對(duì)天然氣的消費(fèi)量，得到二氧化碳水合物埋地封存。
【權(quán)利要求】
1.二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰方法與裝置，方法中采用的裝置包括:第一三通閥(I)，膨脹制冷裝備(2)，對(duì)流式換熱器(3)，加臭裝置(4)，水合物生成塔(5)，水合物儲(chǔ)罐(6)，二氧化碳儲(chǔ)罐(7)，節(jié)流閥(8)，調(diào)壓閥(9)，壓力表(10)，第一離心泵(11)，冷媒儲(chǔ)罐(12)，第二離心泵(13)、第二三通閥(14)、干燥器(15)； 其特征在于:經(jīng)過(guò)第一三通閥(I)的部分高壓天然氣進(jìn)入膨脹制冷裝備(2)后經(jīng)過(guò)對(duì)流式換熱器(3)、加臭裝置(4)進(jìn)入城市管網(wǎng)；經(jīng)過(guò)第一三通閥(I)的另一部分高壓天然氣進(jìn)入水合物生成塔(5)以水合物的形式進(jìn)入水合物儲(chǔ)罐￠);從二氧化碳儲(chǔ)罐(7)出來(lái)的二氧化碳經(jīng)過(guò)節(jié)流閥(8)、調(diào)壓閥(9)、壓力表(10)進(jìn)入水合物儲(chǔ)罐￠)以二氧化碳水合物的形式埋地封存；給水和從水合物儲(chǔ)罐￠)出來(lái)的水由第一離心泵(11)注入到水合物生成塔(5)，經(jīng)過(guò)水合物儲(chǔ)罐(6)進(jìn)入第一離心泵(11);從冷媒儲(chǔ)罐(12)出來(lái)的冷媒由第二離心泵(13)注入到對(duì)流式換熱器(3)后經(jīng)過(guò)水合物儲(chǔ)罐￠)、水合物生成塔(5)流入冷媒儲(chǔ)罐(12)中；用氣低峰時(shí)，水合物儲(chǔ)罐(6)未以水合物形式存在的天然氣經(jīng)過(guò)第二三通閥(14)進(jìn)入水合物生成塔(5);用氣高峰時(shí)，分解出來(lái)的天然氣經(jīng)過(guò)第二三通閥(14)、干燥器(15)、加臭裝置(4)進(jìn)入城市管網(wǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的二氧化碳置換天然氣水合物的調(diào)峰方法與裝置，其特征在于:用氣高峰時(shí)，從二氧化碳儲(chǔ)罐(7)出來(lái)的二氧化碳經(jīng)過(guò)節(jié)流閥(8)、調(diào)壓閥(9)、壓力表(10)進(jìn)入水合物儲(chǔ)罐(6)置換天然氣水合物滿足用戶對(duì)天然氣的消費(fèi)量，得到二氧化碳水合物埋地封存。
【文檔編號(hào)】F17D3/01GK104132246SQ201410385424
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】潘振, 李秉繁, 商麗艷, 吳玉國(guó), 韋麗娃 申請(qǐng)人:遼寧石油化工大學(xué)