【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及二氧化碳地質(zhì)封存及固廢利用領(lǐng)域，涉及一種二氧化碳封存及生物產(chǎn)ch4一體化方法。
技術(shù)介紹
1、工業(yè)革命后，由于人類活動(dòng)釋放了大量的co2等溫室氣體，引起了越來越多的溫室效應(yīng)，從而引發(fā)了一系列的全球氣候問題。因此，降低以co2為代表的溫室氣體排放，對(duì)緩解全球變暖、改善地球生態(tài)環(huán)境具有重要意義。
2、根據(jù)國際能源署(iea)發(fā)布的《2023年全球碳排放報(bào)告》，2023年全球能源相關(guān)的二氧化碳排較2022年增加了4.1億噸，其中燃煤排放占65％。燃煤電站在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生廢氣和固體廢物等，廢氣也叫煙道氣，其中含有高濃度的二氧化碳，這些二氧化碳在排放到大氣中后，會(huì)加劇溫室效應(yīng)，固體廢物主要包括粉煤灰，這些廢棄物中含有大量的金屬元素、有機(jī)物和礦物質(zhì)等，如果不得當(dāng)處理，固體廢棄物會(huì)對(duì)土壤、水體和大氣環(huán)境造成長期污染。因此對(duì)煙道氣和粉煤灰進(jìn)行利用不僅有利于實(shí)現(xiàn)資源的高效利用和保護(hù)環(huán)境，也有利于提升經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
3、二氧化碳地質(zhì)封存，即通過向地質(zhì)體或地下空間注入co2進(jìn)行長期儲(chǔ)存，能有效實(shí)現(xiàn)低碳或負(fù)碳排放。通常情況下，具有高孔隙體積的常規(guī)地質(zhì)建造，如含鹽水層、枯竭的油氣藏和不可開采的煤層，常被用作地質(zhì)封存的合適儲(chǔ)層。全球煤炭開采過程中產(chǎn)生了大量的廢棄礦井和采空區(qū)，這些采空區(qū)如不采取合適的方式進(jìn)行處理，則會(huì)導(dǎo)致地面塌陷、巖層移動(dòng)、含水層破壞等危害，對(duì)環(huán)境造成極大破壞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)的目的是提供一種煙道氣及粉煤灰的地下封存處理方法
2、本專利技術(shù)煙道氣及粉煤灰的地下封存處理方法包括以下步驟：
3、1)在地面向煤礦采空區(qū)鉆設(shè)注氣井、注漿井和抽采井；
4、2)在地面布置空氣壓縮機(jī)和煙氣儲(chǔ)罐，在注氣井中布置注氣管，并封閉注氣井的井口；空氣壓縮機(jī)出氣口與主氣管連接，將空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣口與燃煤煙氣儲(chǔ)罐連接；
5、在地面布置菌液儲(chǔ)罐、混漿池和注漿泵，在注漿井中布置注漿管，并封閉注漿井的井口，將注漿管的進(jìn)口注漿泵連接；并設(shè)置注氣泵和注液泵，注氣泵的進(jìn)口通過管道與煙氣儲(chǔ)罐連接，注氣泵的出口通過管道與注漿管連接，注液泵的進(jìn)口通過管道與菌液儲(chǔ)罐連接，注液泵的出口通過管道與注漿管連接；
6、在地面布置用于從采空區(qū)儲(chǔ)氣中分離出甲烷和二氧化碳的氣體分離裝置和用于存儲(chǔ)甲烷的瓦斯儲(chǔ)罐，在采氣管內(nèi)布置甲烷濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和壓力傳感器，將采氣管布置到注氣井內(nèi)，并封閉注氣井的井口，采氣管的出氣口與氣體分離裝置的進(jìn)氣口連接，氣體分離裝置的甲烷出口與甲烷儲(chǔ)罐，氣體分離裝置的二氧化碳出口通過中間管道與燃煤煙氣儲(chǔ)罐連接；
7、3)將燃煤煙氣經(jīng)除塵處理后通過管道輸入煙氣儲(chǔ)罐；將粉煤灰加入混漿池?cái)嚢杈鶆蛑瞥煞勖夯覞{液；通過注漿泵將混漿池中的粉煤灰漿液泵入注漿管，通過注液泵將菌液儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的產(chǎn)甲烷菌液注入到注漿管，通過注氣泵將燃煤煙氣注入注漿管以將粉煤灰漿液的ph值調(diào)節(jié)到適合產(chǎn)甲烷菌種繁殖的范圍；粉煤灰漿液注入煤礦采空區(qū)的量到達(dá)設(shè)定值后，停止注漿作業(yè)；
8、4)通過甲烷濃度傳感器監(jiān)測(cè)煤礦采空區(qū)儲(chǔ)氣中的甲烷濃度，當(dāng)甲烷濃度達(dá)到開采設(shè)定值后，通過空氣壓縮機(jī)和注氣管將煙氣儲(chǔ)罐中的燃煤煙氣注入煤礦采空區(qū)，同時(shí)煤礦采空區(qū)中的氣體又經(jīng)采氣管進(jìn)入氣體分離裝置，氣體分離裝置將分離出的甲烷送入瓦斯儲(chǔ)罐存儲(chǔ)，將分離出的二氧化碳經(jīng)中間管道送入燃煤煙氣儲(chǔ)罐，并將除甲烷和二氧化碳之外的其它氣體排入大氣；
9、5)通過甲烷濃度傳感器和二氧化碳濃度傳感器監(jiān)測(cè)煤礦采空區(qū)內(nèi)氣體中的甲烷濃度和二氧化碳濃度，當(dāng)甲烷濃度低于設(shè)定值、且二氧化碳濃度高于設(shè)定時(shí)，氣體分離裝置停止作業(yè)，并封閉采氣管；
10、6)按設(shè)定的流量比例同時(shí)向煤礦采空區(qū)注入燃煤煙氣和粉煤灰漿液，通過壓力傳感器監(jiān)測(cè)采空區(qū)內(nèi)氣體壓力，當(dāng)氣壓上升到設(shè)定的安全儲(chǔ)氣閾值時(shí)，停止向煤礦采空區(qū)注入燃煤煙氣和粉煤灰漿液；并封閉主氣管和注漿管。
11、進(jìn)一步，所述步驟3)中將粉煤灰漿液的ph值調(diào)節(jié)到6.6～7.5。
12、進(jìn)一步，所述的煙道氣及粉煤灰的地下封存處理方法還包括設(shè)置過濾裝置和干燥裝置對(duì)進(jìn)入氣體分離裝置前的氣體進(jìn)行除塵和干燥處理。
13、本專利技術(shù)的有益效果：
14、1、本專利技術(shù)煙道氣及粉煤灰的地下封存處理方法，所封存的煙道氣以及粉煤灰主要來源于燃煤電站，燃煤電站通常位于煤炭資源豐富的地區(qū)，這使得本專利技術(shù)充分了的利用了煤礦采空區(qū)和燃煤電站的地理位置優(yōu)勢(shì)，能顯著降低燃煤電站煙氣及粉煤灰的運(yùn)輸成本，從而在有效利用資源的同時(shí)還能顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。
15、2、本專利技術(shù)煙道氣及粉煤灰的地下封存處理方法，通過向采空區(qū)注入含有產(chǎn)甲烷菌液的粉煤灰漿液，產(chǎn)甲烷菌種能通過分解采空區(qū)內(nèi)煤炭及粉煤灰中含有的有機(jī)物質(zhì)來產(chǎn)生甲烷氣體，如此在封存二氧化碳及粉煤灰的同時(shí)，還能進(jìn)行甲烷抽采，提升了經(jīng)濟(jì)效益。
16、3、本專利技術(shù)煙道氣及粉煤灰的地下封存處理方法，將煤礦采空區(qū)、燃煤煙氣、粉煤灰這三種對(duì)自然環(huán)境有害的對(duì)象合理結(jié)合，既解決了煤礦采空區(qū)、燃煤煙氣、粉煤灰對(duì)自然環(huán)境的危害問題，又得到了甲烷燃料這一有利資源，實(shí)現(xiàn)了變不利為有利目的。
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1.一種煙道氣及粉煤灰的地下封存處理方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙道氣及粉煤灰的地下封存處理方法，其特征在于：所述步驟3)中將粉煤灰漿液的pH值調(diào)節(jié)到6.6～7.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙道氣及粉煤灰的地下封存處理方法，其特征在于：還包括設(shè)置過濾裝置和干燥裝置對(duì)進(jìn)入氣體分離裝置前的氣體進(jìn)行除塵和干燥處理。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種煙道氣及粉煤灰的地下封存處理方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙道氣及粉煤灰的地下封存處理方法，其特征在于：所述步驟3)中將粉煤灰漿液的ph...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葛彬彬，葛兆龍，盧義玉，賈云中，周哲，王夢(mèng)婷，溫森，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：重慶大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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